Хлорид бериллия

Хлорид бериллия
Общие
Систематическое наименование	Хлорид бериллия
Химическая формула	BeСl2
Эмпирическая формула	BeСl2
Физические свойства
Состояние (ст. усл.)	твёрдое
Отн. молек. масса	79,92 а. е. м.
Молярная масса	79,92 г/моль
Плотность	1,90 г/см³
Термические свойства
Температура плавления	440 °C
Температура кипения	520 °C
Молярная теплоёмкость (ст. усл.)	71,1 Дж/(моль·К)
Энтальпия образования (ст. усл.)	-494 кДж/моль
Удельная теплота испарения	109 Дж/кг
Удельная теплота плавления	16 Дж/кг
Химические свойства
Растворимость в воде	72,8 г/100 мл
Структура
Кристаллическая структура	гексагональная

Хлори́д бери́ллия (англ. Beryllium chloride) — химическое вещество с формулой BeCl₂. Представляет собой белые или слегка зеленоватые игольчатые кристаллы, расплывающиеся на воздухе из-за сильной гигроскопичности.^[1] В основном существует в виде устойчивых кристаллогидратов BeCl₂•4H₂O и, гораздо менее устойчивого, BeCl₂•2H₂O. В парах, при температуре от 500 до 600°С хлорид бериллия существует в виде димера Be₂Cl₄.^[1]

Свойства

Безводный хлорид бериллия очень гигроскопичен и хорошо растворим в воде с выделением большого количества тепла, вследствие образования кристаллогидратов. Хорошо растворим в метиловом, этиловом и пропиловом спиртах, диэтиловом эфире и бензоле. Мало растворим в хлороформе и практически нерастворим в ацетоне.^[2] Тетрагидрат хлорида бериллия растворяется в воде конгруэнтно, дигидрат — инконгруэнтно.^[1] В водном растворе хлорид бериллия склонен к гидролизу, степень которого зависит от рН раствора. Присутствие соляной кислоты подавляет гидролиз. В концентрированных солянокислых растворах образует с НСl катионные комплексы, например [BeCl]⁺.
Водный раствор ВеСl₂ хорошо проводит электрический ток. Расплавленный ВеСl₂ практически не электропроводен. Добавление в расплав щелочных хлоридов, в том числе хлорида натрия, повышает электропроводность и понижает температуру расплава, вследствие образования Nа₂ВеСl₄ (в водных растворах подобных анионных комплексов не обнаружено), что имеет существенное значение для электролитического производства бериллия.

Получение

Лабораторным способом получения хлорида бериллия является взаимодействие карбоната, оксидаили гидроксида бериллия с соляной кислотой:
$\mathsf{BeCO_3 + 2 HCl \longrightarrow BeCl_2 + CO_2 + H_2O}$
$\mathsf{BeO + 2 HCl \longrightarrow BeCl_2 + H_2O}$
$\mathsf{Be(OH)_2 + 2 HCl \longrightarrow BeCl_2 + 2 H_2O}$
Хлорид бериллия может быть получен взаимодействием металлического бериллия с хлором при температурах от 500 °C до 700°C:
$\mathsf{Be + Cl_2 \longrightarrow BeCl_2}$
Хлорид бериллия также образуется при взаимодействии оксида бериллия с хлором при температуре выше 1000°С. При этом в присутствии угля данная реакция идет легче и при гораздо меньших температурах (600-800°С):^[1]
$\mathsf{ 2 BeO + 2 Cl_2 \longrightarrow 2 BeCl_2 + O_2}$
$\mathsf{BeO + Cl_2 + C \longrightarrow BeCl_2 + CO}$
Хлорид бериллия образуется при нагревании оксида бериллия со многими хлорсодержащими соединениями:^[1]
$\mathsf{BeO + COCl_2 \longrightarrow BeCl_2 + CO_2}$
$\mathsf{ 2 BeO + CCl_4 \longrightarrow 2 BeCl_2 + CO_2}$

Химические свойства

Хлорид бериллия реагирует со щелочами и водным раствором аммиака с образованием нерастворимого гидроксида бериллия:
$\mathsf{BeCl_2 + 2 NaOH \longrightarrow Be(OH)_2 + 2 NaCl}$
$\mathsf{BeCl_2 + 2 NH_4OH \longrightarrow Be(OH)_2 + 2 NH_4Cl}$
При взаимодействии хлорида бериллия с карбонатами щелочных металлов или аммония образуется осадок основного карбоната бериллия:
$\mathsf{BeCl_2 + 2 Na_2CO_3 + H_2O \longrightarrow [BeOH]_2CO_3 + 4 NaCl + CO_2]}$
Хлорид бериллия вступает в обменные реакции с другими солями, образуя нерастворимые соединения бериллия, например:^[1]
$\mathsf{3 BeCl_2 + 2 Na_3PO_4 \longrightarrow Be_2(PO_4)_3 + 6 NaCl}$
Хлорид бериллия не восстанавливается водородом, для его восстановления при высокой температуре применимы лишь натрий, кальций, магний и некоторые другие металлы:^[1]
$\mathsf{BeCl_2 + Ca \longrightarrow Be + CaCl_2}$
$\mathsf{BeCl_2 + 2 Na \longrightarrow Be + 2 NaCl}$
При нагревании кристаллогидратов или упаривании водных растворов хлорида бериллия образуется труднорастворимый в воде основной хлорид: $\mathsf{BeCl_2 + H_2O \longrightarrow Be(OH)Cl + HCl}$
Хлорид бериллия имеет большую склонность к образованию комплексов с аммиаком. Известны четыре аммиаката хлорида бериллия: [Ве(NH₃)₁₂]Сl₂, [Ве(NH₃)₆]Сl₂, [Ве(NH₃)₄]Сl₂, [Ве(NH₃)₂]Сl₂, причем низшие аммиакаты достаточно устойчивы. Аналогичные комплексные соединения получены со многими органическими аддендами (с пиридином, ацетоном, эфиром, нитрилами и др.). Наиболее важен из них диэтилэфират [Ве((С₂Н₅)₂О)₂]Сl₂,получаемый растворением ВеСl₂ в диэтиловом эфире.

Применение

Хлорид бериллия используется как сырье для получения бериллия электролизом или путем взаимодействия с металлическим магнием, а также как катализатор реакций Фриделя-Крафтса и полимеризации.^[1]

Примечания

1. ↑ ^{1 2 3 4 5 6 7 8} Химия и технология редких и рассеянных элементов: Учеб. пособие для вузов: Ч. I / Под ред. К. А. Большакова. - 2-е изд., перераб. и доп.- М.: Высшая школа, 1976. - С.176.
2. ↑ Рабинович В.А., Хавин З.Я. Краткий химический справочник. - Л.: Химия, 1977. - С.56