Óxido de berilio

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óxido de berilio

General
Nombre sistemático	óxido de berilio
química fórmula	BeO
Rata. fórmula	BeO
Propiedades físicas
Estado	sólido
Masa molar	25,01158 g/ mol
Densidad	3,01 g/cm³
Propiedades termales
La temperatura
• fusión	2530°C
• hirviendo	4120°C
mol. capacidad calorífica	25,5 J/(mol·K)
Conductividad térmica	a 100 °C 209,3 [1] W/(m·K)
entalpía
• educación	589,2 kJ/mol
Presion de vapor	a 2000°C 0,003 atm
Propiedades químicas
Solubilidad
• en agua	0,00005 g/100ml
Propiedades ópticas
Índice de refracción	1.719
Estructura
Estructura cristalina	hexagonal
Clasificación
registro número CAS	1304-56-9
PubChem	14775
registro Número EINECS	215-133-1
SONRISAS	[Ser] = O
InChI	InChI=1S/Be.OLTPBRCUWZOMYOC-UHFFFAOYSA-N
RTECS	DS4025000
CHEBI	62842
un numero	1566
ChemSpider	14092
La seguridad
Toxicidad	altamente tóxico, cancerígeno, irritante
Iconos del BCE
NFPA 704	0 cuatro 0
Los datos se basan en condiciones estándar (25 °C, 100 kPa) a menos que se indique lo contrario.
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El óxido de berilio es un compuesto químico binario de berilio y oxígeno con la fórmula química BeO, óxido anfótero .

Según el método de preparación, en condiciones estándar , el óxido de berilio es una sustancia blanca cristalina o amorfa, insípida e inodora, muy poco soluble en agua .

Soluble en ácidos minerales concentrados y álcalis , bien soluble en fundidos alcalinos [2] [3] .

Como todos los compuestos de berilio, es altamente tóxico .

El óxido de berilio es uno de 2 (también existe el óxido de berilio 1), un compuesto binario de berilio con oxígeno, aunque se notó la presencia de polímeros del tipo (BeO) 3 y (BeO) 4 en fase vapor sobre BeO a una temperatura de unos 2000°C [2] . Tiene una estructura cristalina de tipo wurtzita .

Estar en la naturaleza

En la naturaleza, el óxido de berilio se presenta como el mineral bromelita [3] .

Obtención y propiedades

El óxido de berilio se obtiene por descomposición térmica del hidróxido de berilio y algunas de sus sales (por ejemplo, nitrato , acetato básico , carbonato , etc.) a una temperatura de 500 a 1000 °C. El óxido así obtenido es un polvo amorfo blanco. En forma de cristales grandes, el óxido de berilio se puede obtener calentando a alta temperatura (fusión) una forma amorfa o, por ejemplo, por cristalización a partir de carbonatos de metales alcalinos fundidos [2] .

La presión de vapor de BeO es insignificante; por lo tanto, en ausencia de vapor de agua, es el menos volátil de todos los óxidos refractarios. La mezcla de óxidos como MgO , CaO , Al 2 O 3 , SiO 2 reduce aún más la volatilidad del BeO debido a la interacción química entre ellos. En presencia de vapor de agua a 1000–1800 °C , la volatilidad del óxido de berilio aumenta considerablemente debido a la formación de hidróxido de berilio gaseoso [2] .

El óxido de berilio en su estado compacto tiene una conductividad térmica muy alta . A 100 °C , es 209,3 W m - 1 K - 1 , que es más que la conductividad térmica de cualquier no metal (excepto el diamante y el carburo de silicio ) y la mayoría de los metales (excepto el cobre, la plata, el oro, el aluminio y varios de sus aleaciones) [4] [5] . A medida que la temperatura disminuye, la conductividad térmica del óxido de berilio primero aumenta ( 370 W m −1 K −1 a 300 K), alcanza un máximo ( 13501 W m −1 K −1 ) a 40 K , luego disminuye ( 47 W m −1 K −1 a las 4 K ) [5] .

Propiedades químicas

La reactividad del óxido de berilio depende del método de preparación y del grado de calcinación . Un aumento de la temperatura durante la calcinación conduce a un aumento del tamaño del grano (es decir, a una disminución de la superficie específica) y, en consecuencia, a una disminución de la actividad química del compuesto. [2]

Calcinado a una temperatura no superior a 500 °C, el óxido de berilio se disuelve en soluciones acuosas de ácidos y álcalis (incluso diluidos), formando las correspondientes sales e hidroxoberilatos . Por ejemplo:

{\ce {BeO + 2NaOH + H2O ->Na2[Be(OH)4],}}

{\ce {BeO + 2HCl -> BeCl2 + H2O))

El óxido de berilio, calcinado a una temperatura de 1200 a 1300 °C, es soluble en soluciones ácidas concentradas . Por ejemplo, BeO calcinado de esta manera reacciona con ácido sulfúrico concentrado caliente :

{\ce {BeO + H2SO4 -> BeSO4 + H2O))

La calcinación del óxido de berilio a temperaturas superiores a 1800°C conduce a una pérdida casi total de su reactividad. Después de tal calcinación, BeO se disuelve solo en ácido fluorhídrico concentrado con formación de fluoruro y en álcalis, carbonatos y pirosulfatos de metales alcalinos fundidos con formación de berilatos [2] [3] :

{\ce {BeO + 2HF -> BeF2 + H2O,}}

{\ce {BeO + 2NaOH -> Na2BeO2 + H2O,}}

{\ce {BeO + Na2CO3 -> Na2BeO2 + CO2}}

A temperaturas superiores a 1000 °C , el óxido de berilio reacciona con el cloro , mientras que en presencia de carbón, la reacción se desarrolla más fácilmente y a temperaturas mucho más bajas (600-800 °C) [2] :

{\ce {2BeO + 2Cl2 -> 2BeCl2 + O2,}}

{\ce {BeO + Cl2 + C -> BeCl2 + CO))

A temperaturas superiores a 1000 °C , el óxido de berilio entra en una reacción de hidrocloración reversible (bajar la temperatura del sistema provoca el proceso inverso de descomposición del cloruro de berilio resultante ) [2] :

{\ce {BeO + 2HCl <-> BeCl2 + H2O))

Cuando se calienta, el óxido de berilio puede reaccionar con muchos compuestos que contienen cloro. En particular, ya a 500 °C , comienza la reacción con el fosgeno [2] :

{\ce {BeO + COCl2 -> BeCl2 + CO2}}

La cloración con tetracloruro de carbono se realiza a una temperatura de 450–700 °C [2] :

{\ce {2BeO + CCl4 -> 2BeCl2 + CO2}}

Es mucho más difícil que el óxido de berilio interactúe con el bromo , pero no hay información sobre la interacción del BeO con el yodo .

El óxido de berilio no reacciona con todos los agentes reductores comúnmente utilizados . En particular, solo el calcio , el magnesio , el titanio y el carbón (a alta temperatura) son aplicables para reducir el berilio a metal a partir de óxido . El calcio y el magnesio se pueden utilizar como agente reductor a temperaturas inferiores a 1700 °C y presión atmosférica, el titanio es aplicable a presiones inferiores a 0,001 mm Hg. Arte. y 1400 °С [2] :

{\ Displaystyle {\ ce {BeO + Ca -> Be + CaO,))}

{\ce {4BeO + Ti -> 2Be + TiO2))

En ambos casos, el berilio se obtiene contaminado con el metal reductor y los productos de reacción, ya que técnicamente es muy difícil separar los productos de reacción.

El uso de carbón es más preferible, pero la reacción con él ocurre solo a temperaturas superiores a 2000 ° C :

{\ce {BeO + C -> Be + CO}}

El óxido de berilio a temperaturas inferiores a 800 °C es estable frente a los metales alcalinos fundidos ( litio , sodio y potasio ) y casi no reacciona con cerio , platino , molibdeno , torio y hierro ; solo a 1800 °C interactúa con el níquel , el silicio , el titanio y el circonio [2] [6] .

Aplicación

La combinación de alta conductividad térmica y un pequeño coeficiente de expansión térmica hace posible utilizar el óxido de berilio como material resistente al calor con una inercia química significativa.

Las cerámicas de óxido de berilio se utilizan como sustratos conductores de calor dieléctricos para cristales semiconductores en la producción de dispositivos semiconductores de alta potencia .

Toxicidad

El polvo de óxido de berilio es muy tóxico y cancerígeno , según la clasificación NFPA 704 , se le asigna la mayor toxicidad [7] . Cuando se compacta como una cerámica, es segura si no se mecaniza para producir polvo [8] .

Notas

↑ Berilio . Consultado el 8 de julio de 2012. Archivado desde el original el 13 de marzo de 2014. (indefinido)
↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Química y tecnología de elementos raros y traza: Proc. manual para universidades: Parte I / Ed. K. A. Bolshakova. - 2ª ed., revisada. y adicional - M .: Escuela superior, 1976. - S. 176.
↑ 1 2 3 Rabinovich V. A., Khavin Z. Ya. Breve libro de referencia química. - L.: Química, 1977. - S. 56.
↑ Berilio. compuestos de berilio. Óxido de berilio . Consultado el 8 de julio de 2012. Archivado desde el original el 13 de marzo de 2014. (indefinido)
↑ 1 2 Inyushkin A.V. Conductividad térmica / En el libro: Magnitudes físicas: Manual. — M.: Energoatomizdat. - 1991. - S. 337-363.
↑ Egon Wiberg, Arnold Frederick Holleman Química inorgánica. - Elsevier, 2001. - ISBN 0-12-352651-5
↑ Hoja informativa sobre sustancias peligrosas . Departamento de Salud y Servicios para Personas Mayores de Nueva Jersey. Consultado el 17 de agosto de 2018. Archivado desde el original el 31 de enero de 2022. (indefinido)
↑ Seguridad del óxido de berilio . Berilio americano . Consultado el 29 de marzo de 2018. Archivado desde el original el 6 de marzo de 2018. (indefinido)

óxidos
H2O _ _
Li 2 O LiCoO 2 Li 3 PaO 4 Li 5 PuO 6 Ba 2 LiNpO 6 LiAlO 2 Li 3 NpO 4 Li 2 NpO 4 Li 5 NpO 6 LiNbO 3	BeO											B2O3 _ _ _	C 3 O 2 C 12 O 9 CO C 12 O 12 C 4 O 6 CO 2	N 2 O NO N 2 O 3 N 4 O 6 NO 2 N 2 O 4 N 2 O 5	O	F
Na2O NaPaO3 NaAlO2 Na2PtO3 _ _ _ _ _ _ _	MgO											AlOAl2O3NaAlO2LiAlO2AlO ( OH ) _ _ _ _ _ _	SiO SiO2 _	P 4 O P 4 O 2 P 2 O 3 P 4 O 8 P 2 O 5	S 2 O SO SO 2 SO 3	Cl 2 O Cl O 2 Cl 2 O 6 Cl 2 O 7
K 2 O K 2 PtO 3 KPaO 3	CaO Ca 3 OSiO 4 Ca TiO 3	Sc2O3 _ _ _	TiO Ti 2 O 3 TiO 2 TiOSO 4 CaTiO 3 BaTiO 3	VO V 2 O 3 V 3 O 5 VO 2 V 2 O 5	FeCr2O4CroCr2O3CrO2Cro3MgCr2O4 _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _	MnO Mn 3 O 4 Mn 2 O 3 MnO(OH) Mn 5 O 8 MnO 2 MnO 3 Mn 2 O 7	FeCr 2 O 4 FeO Fe 3 O 4 Fe 2 O 3	CoFe 2 O 4 CoO Co 3 O 4 CoO(OH) Co 2 O 3 CoO 2	NiO NiFe 2 O 4 Ni 3 O 4 NiO(OH) Ni 2 O 3	Cu2O CuO CuFe2O4 Cu2O3 CuO2 _ _ _ _ _ _ _ _ _	ZnO	Ga 2 O Ga 2 O 3	GeO GeO 2	Como 2 O 3 Como 2 O 4 Como 2 O 5	SeOCl 2 SeOBr 2 SeO 2 Se 2 O 5 SeO 3	Br 2 O Br 2 O 3 Br O 2
Rb 2 O RbPaO 3 Rb 4 O 6	srO	Y 2 O 3 YOF YOCl	ZrO(OH) 2 ZrO 2 ZrOS Zr 2 O 3 Cl 2	NbO Nb 2 O 3 NbO 2 Nb 2 O 5 Nb 2 O 3 (SO 4 ) 2 LiNbO 3	Mo 2 O 3 Mo 4 O 11 Mo O 2 Mo 2 O 5 Mo O 3	TcO 2 Tc 2 O 7	Ru 2 O 3 Ru O 2 Ru 2 O 5 Ru O 4	RhO Rh 2 O 3 RhO 2	PdO Pd 2 O 3 PdO 2	Ag2O Ag2O2 _ _ _ _ _	Cd2O CdO _ _	En 2 O En O En 2 O 3	SnO SnO 2	Sb 2 O 3 Sb 2 O 4 Hg 2 Sb 2 O 7 Sb 2 O 5	TeO 2 TeO 3	Yo 2 O 4 Yo 4 O 9 Yo 2 O 5
Cs 2 O Cs 2 ReCl 5 O	BaO BaPaO 3 BaTiO 3 BaPto 3		HfO (OH) 2 HfO2	Ta 2 O Ta O Ta O 2 Ta 2 O 5	WO 2 Br 2 WO 2 WO 2 Cl 2 WOBr 4 WOF 4 WOCl 4 WO 3	Re 2 O ReO Re 2 O 3 ReO 2 Re 2 O 5 ReO 3 Re 2 O 7	OsO Os 2 O 3 OsO 2 OsO 4	Ir2O3 IrO2 _ _ _ _	PtO Pt 3 O 4 Pt 2 O 3 PtO 2 K 2 PtO 3 Na 2 PtO 3 PtO 3	Au 2 O Au O Au 2 O 3	Hg 2 O HgO (Hg 3 O 2 )SO 4 Hg 2 O (CN) 2 Hg 2 Sb 2 O 7 Hg 3 O 2 Cl 2 Hg 5 O 4 Cl 2	Tl 2 O Tl 2 O 3	Pb 2 O PbO Pb 3 O 4 Pb 2 O 3 PbO 2	BiO Bi 2 O 3 Bi 2 O 4 Bi 2 O 5	caca caca 2 caca 3	A
fr	Real academia de bellas artes		RF	DB	sg	bh	hora	Monte	Ds	Rg	cn	Nueva Hampshire	Florida	Mc	Lv	ts
		↓
		La 2 O 2 S La 2 O 3	Ce2O3 CeO2 _ _ _ _	PrO Pr 2 O 2 S Pr 2 O 3 Pr 6 O 11 PRO 2	NdO Nd 2 O 2 S Nd 2 O 3 NdHO	Pm 2 O 3	SmO Sm 2 O 3	EuO Eu 3 O 4 Eu 2 O 3 EuO(OH) Eu 2 O 2 S	Di-s 2 O 3	Tuberculosis	Dy2O3 _ _ _	Ho 2 O 3 Ho 2 O 2 S	Er2O3 _ _ _	Tm2O3 _ _ _	YbO Yb 2 O 3	Lu2O2S Lu2O3LuO ( OH ) _ _ _ _ _
		Ac2O3 _ _ _	UO 2 UO 3 U 3 O 8	PaO PaO 2 Pa 2 O 5 PaOS	2 _	NpO NpO 2 Np 2 O 5 Np 3 O 8 NpO 3	PuO Pu 2 O 3 Pu O 2 Pu O 3 Pu O 2 F 2	OM2 _	Cm2O3 CmO2 _ _ _ _	Bk 2 O 3	Cf 2 O 3	ES	FM	Maryland	no	yo

compuestos de berilio

Aluminato de berilio (BeAl 2 O 4 ) Acetato de berilio (Be(CH 3 COO) 2 ) Boruro de berilio (BeB 2 ) Bromuro de berilio (BeBr 2 ) Hidruro de berilio (BeH 2 ) Bicarbonato de berilio (Be(HCO 3 ) 2 ) Hidróxido de berilio (Be(OH) 2 ) Ortofosfato de hidrógeno y berilio (BeHPO 4 ) Dihidroortofosfato de berilio (Be(H 2 PO 4 ) 2 ) Dimetilberilio (Be(CH 3 ) 2 ) Yoduro de berilio (BeI 2 ) Carburo de berilio (Be 2 C) Carbonato de berilio (BeCO 3 ) Nitrato de berilio (Be(NO 3 ) 2 ) Nitruro de berilio (Be 3 N 2 ) Oxalato de berilio (BeC 2 O 4 ) Óxido de berilio (BeO) Hexaacetato de óxido de berilio (Be 4 O (CH 3 COO) 6 ) Hexaformiato de óxido de berilio (Be 4 O(HCOO) 6 ) Ortosilicato de berilio (Be 2 SiO 4 ) Peróxido de berilio (BeO 2 ) Perclorato de berilio (Be(ClO 4 ) 2 ) Selenato de berilio (BeSeO 4 ) Seleniuro de berilio (BeSe) Silicuro de berilio (Be 2 Si) Sulfato de berilio (BeSO 4 ) Sulfuro de berilio (BeS) Sulfito de berilio (BeSO 3 ) Telururo de berilio (BeTe) Tetrafluoroberilato de amonio (NH 4 ) 2 [BeF 4 ]) Tetrafluoroberilato de potasio K 2 [BeF 4 ]) Tetrafluoroberilato de litio Li 2 [BeF 4 ]) Tetrafluoroberilato de sodio Na 2 [BeF 4 ]) Fosfato de berilio (Be 3 (PO 4 ) 2 ) Fluoruro de berilio (BeF 2 ) Cloruro de berilio (BeCl 2 ) Citrato de berilio (BeC 6 H 6 O 7 )