Металдық бериллий алу

Оңтүстік Қазақстан обылысы
Шардара ауданы
№ 16 колледж
Орындаған: Ф-40 топ студенті Жарылғап Бақдәулет Мұратбеұлы
Жетекшісі: Айтенова Нұргул Ыдырысқызы

Берилл концентраттарын өңдеудегі өнім - бериллий оксиді. Одан ары өңдеу металдық бериллийді қандай әдіспен алуға тәуелді болады. Оксидті тотықсыздандыру арқылы таза бериллий алу мүмкін емес.

1827 жылы Велер металдық бериллийді, бериллий хлоридын металдық калиймен тотықсыздандырып алған. Бірақ алынған өнім оксидтермен қатты кірленген және бар болғаны құрамында 80% қана бериллий болған.

Басқа сілті жер металдар сияқты сулы ерітіндіден бериллийді электролиз әдісімен алу әзірге мүмкін емес. Бериллийдің қалыпты потенциалының берілген мәндері әр түрлі зерттеушілермен алынған және өзара келіспейді. Потенциал мәндеріндегі ауытқулар өте аз өлшемдері бар бериллий иондарының әр түрлі гидратациялану дәрежесімен түсіндіріледі деп болжауға болады (бериллийдің атомдық радиусы 1,13, басқа   металдармен салыстырғанда кішкентай, сондықтан оның күшті гидратациялануына мүмкіндік береді). Бериллийдің ең мүмкін болатын қалыпты потенциал мәні — 1,7 В деп қабылданған.

Металдық бериллийді алудың қанағаттандырарлық әдісі — балқыған тұздарының электролизі, бірақ онда да қиындықтар кездеседі. Бериллийдің балқыған тұздары электр тоғын өткізбейді, сол себепті комплексті қосылыстарға, мысалы фторидтерге немесе тоқ өткізетін бериллий тұздарының қоспасын қолдануға тура келеді.

Қазіргі уақытта осы әдістің 2 түрі бар:

1) бериллийдің балқу температурасын жоғарылататын фторидтер балқымаларының электролизі;

2) бериллийдің балқу температурасынан төмен температурадағы хлорид балқымаларының электролизі;

Хлоридті әдіс техникалық мүлде қарапайым. Ка­тод қызметін атқаратын электролизерға натрий хлоридын және сусыз бериллий хлоридінің қоспасын (1:1) салады. Электролизер қақпағы арқылы оның ортасына тығыз графиттен жасалған түтікше — анод өтеді. Электролиз кезінде бөлінген хлор қақпағындағы тесік арқылы бөлініп отырады, ал қабыршақ түрінде іргеге жабысқан металдық бериллийді ыстық күйінде газбен жылынатын қол пресінде сығады.

Металды тығыз күйінде алу үшін оны кірпіш тәрізді етіп престеп электр пештерінде балқытады. Хлоридті әдістің негізгі кемшілігі — сусыз бериллий хлоридымен жұмыс істеу қажеттілігі. Таза сусыз бериллий хлоридін алу өте қиын мәселе. Сусыз бериллий хлоридін алудағы бастапқы шикізат құрамында 50% ВеО бар бериллий гидроксиді, оны көмірмен араластырып престейді де газды хлормен 700-800°С температурада хлорлайды. Осы әдіспен алынған шикі бериллий хлоридін темір алюминий және кремний хлоридтерінен тазалау үшін қосымша фракциялық айдауға жібереді.

Бериллий оксидын хлорлау процесін теориялық және практикалық жағынан В.И.Спицын, және Н.З.Шостак зерттеген.

Аналитикалық сипаттамасы

Бериллийдің аналитикалық анықтамасы өте күрделі. Осы уақытқа дейін бериллийді алюминий мен темірден сандық бөлінбеу қиындығымен, түсті қосылыстардың және ерігіштігі аз тұздардың болмауымен түсіндіріледі. Сонымен қатар, бериллийдің тотығу-тотықсыздану реакциясына түспейтіндігімен және оның сулы ерітінді электролизінен бөлінбеуі мүмкіндігімен байланысты.

Бериллийді анықтау үшін (сапалық талдау) органикалық реактивтер қолданылады, себебі тек солардың көмегімен спецификалық түсті қосылыс немесе тұнба алуға болады. Мысалы, белгілі паранитробензолазорцинмен реакциясы. Реакцияны сүзгі қағазында жүргізеді: зерттелетін ерітіндінің әлсіз қышқылды тамшысына 1н күйдіргіш натр ерітіндісіндегі 0,025%-ті реактив ерітіндісінің тамшысын қосады: бериллий қатысында қызыл-қоңыр түс пайда болады. Осындай түсті мыс және мырыш иондары береді. Сонымен қатар, егер мөлшерлер бериллийдің мөлшерінен көп болса ғана магний мен кобальт та кедергі келтіреді.

Бериллий қатысында үлпек түрінде тұнбаға түсетін түсті немесе бериллийдің аз мөлшері болса көк түс беретін хинализаринмен реакциясы ұсынылады. Бірақ бұл реакцияның спецификалығы төмендеу: бір қатар элементтер, яғни оның ішінде Mg бериллийді ашуға кедергі жасайды. Бериллийдің ацетилацетонмен реакциясы спецификалық деп есептеледі. Ацетилацетон бериллий иондарымен түссіз алтықырлы және ромбалық кристалдар береді, бұл кристалдарды осы реактив басқа да элементтермен түзетін кристалдардан оңай ажыратуға болады. Реакция микрокристаллоскопиялық түрде орындалады. Реакцияның сезгіштігі 1:10000.

Анализде бериллий гидроксид түрінде тұнбаға түсе отырып Ве(ОН)₂ аммоний сульфиді тобында болады.

Бериллийді анықтау үшін гравиметрлік, титриметрлік және колориметрлік әдістер қолданады.

Гравиметрлік әдістердің ішінде практикалық маңызы бар оксихинолинді әдіс. Оксихинолин ацетатты ортада алюминий мен темірді тұнбаға түсіреді, ал бериллий ерітіндіде қалады, оны аммиакпен тұнбаға түсіріп қыздырудан кейін ВеО күйінде өлшенеді. Бұл әдіс өте кең таралған және арбитражды деп есептеледі.

Бірнеше әдістерде, ыңғайлы деп есептеліп ұсынылды. Олардың ішінен бериллийді -пиколин тұнбаға түсіретінін еске ала кетуге болады.

Әдебиеттер тізімі:

1. Ферсман А.Е. Редкие металлы. 1932, № 4-5.
2. Сажин Н.П., Меерсон Г.А. Редкие элементы в новой технике // Хим. наука и пром., 1956. Т.І, № 5.
3. Меерсон Г.А. и Зеликман А.Н. Металлургия редких металлов. Метиаллургиздат, 1954.
4. Зеликман А.Н., Самсонов Г.В., Крейн О.Е. Металлургия редких металлов. Металлургиздат, 1954.
5. Тронов В.Г. Кклад русских ученых в химию редких элементов. Изд. Знание, 1952.
6. Виноградов А.П. Геохимия редких и рассеянных химических элементов в почвах. Изд. АН СССР, 1950.

---

Әлеуметтік желілерде бөлісіңіз: