Сульфат бериллия

Сульфат бериллия

Средняя соль серной кислоты H2SO4 и гидроксида бериллия Be(OH)2.

Химическая формула

BeSO4

Получение

Лабораторные методы получения

Сульфат бериллия получают взаимодействием серной кислоты с гидроксидом или карбонатом бериллия:

H2SO4 + Be(OH)2 = BeSO4 + 2H2O;
H2SO4 + BeCO3 = BeSO4 + H2O + CO2$\uparrow$.

Получение сульфата бериллия в промышленности

В промышленности сульфат бериллия получают из карбоната бериллия и серной кислоты:

H2SO4 + BeCO3 = BeSO4 + H2O + CO2$\uparrow$.

Свойства сульфат бериллия

Физические свойства

Свойство	Описание
Внешний вид	Белое твердое кристаллическое вещество
Молярная масса	105,075 г/моль (безв.),
Плотность	2,50 г/см3 (безв.), 1,71 г/см3 (кристаллогидрат)
Показатель преломления	1,4374
Температура разложения	550°С
Растворимость в воде,
г/100 г	при 25°С — 42,4 при 100°С — 100

Химические свойства

При растворении в воде сульфат бериллия диссоциирует на ионы:

BeSO4 ↔ Be+ + SO42-.

Раствор имеет кислую реакцию из-за гидролиза.

Гидролиз протекает по катиону (две ступени). Наличие катионов H+свидетельствует о кислом характере среды.

Первая ступень:

BeSO4 ↔ Be2+ + SO42-;
Be2+ + HOH ↔ BeOH+ + H+;
Be2+ + SO42- + HOH ↔ BeOH+ + SO42- + H+;
2BeSO4 + 2H2O ↔ [Be(OH)]2SO4 + H2SO4.

Вторая ступень:

[Be(OH)]2SO4 ↔ 2BeOH+ + SO42-;
BeOH+ + HOH ↔ Be(OH)2↓ + H+;
BeOH+ + SO42- + HOH ↔ Be(OH)2↓ + SO42- + H+;
[Be(OH)]2SO4 + 2H2O ↔ 2Be(OH)2↓ + H2SO4.

Вступает в реакции обмена с образованием нерастворимых сульфатов:

BeSO4 + CaCl2 = 2NaCl + CaSO4↓,
BeSO4 + SrCl2 = 2NaCl + SrSO4↓,
BeSO4 + BaCl2 = 2NaCl + BaSO4↓.

Вступает в реакции обмена с образованием нерастворимых солей бериллия:

BeSO4 + Na2CO3 = Na2SO4 + BeCO3↓,
3BeSO4 + 2Na3PO4 = 3Na2SO4 + Be3(PO4)2↓,
BeSO4 + BaCl2 = 2NaCl + BaSO4↓.

При добавлении щелочи получается осадок основной соли:

2BeSO4 + 2KOH = (BeOH)2SO4↓ + K2SO4.

Состав осадка непостоянен, поскольку бериллий склонен к комплексообразованию и полимеризации.

При дальнейшем добавлении щелочи сульфат-ионы замещаются ионами гидроксила:

(BeOH)2SO4↓ + 2KOH = 2Be(OH)2↓ + K2SO4.

Гидроксид бериллия амфотерен и растворяется в избытке щелочи:

2KOH + Be(OH)2 = K2[Be(OH)4].

При нагревании до температуры 547 – 600oС сульфат бериллия разлагается:

BeSO4 = BeO + SO3.

Из растворов сульфат бериллия осаждается в виде кристаллогидрата BeSO4·4H2O.

При нагревании до 115oС от него отщепляются 2 молекулы воды:

BeSO4·4H2O = BeSO4·2H2O + 2H2O,

При 250oС отщепляются еще одна молекул воды:

BeSO4·2H2O = BeSO4·H2O + H2O.

При 400oС получается безводный сульфат бериллия:

BeSO4·H2O = BeSO4 + H2O.

Применение

Применение сульфата бериллия весьма ограничено. Известно, что некоторое время его в смеси с сульфатом радия использовали в качестве источника нейтронов в атомных реакторах.

Кроме этого в фармакологии сульфат бериллия применяют как одну из составляющих некоторых гомеопатических препаратов.

Относится к очень ядовитым веществам (1 класс опасности).

Пример решения задачи

Задача 1

Назовите 4 способа получения сульфата бериллия.

Решение

H2SO4 + Be(OH)2 = BeSO4 + 2H2O;

H2SO4 + BeCO3 =BeSO4 + H2O + CO2$\uparrow$;

H2SO4 + BeO =BeSO4 + H2O;

SO3 + BeO = BeSO4.

Задача 2

Сколько мл 5% едкого натра надо добавить к 50 мл 10% раствора сульфата бериллия для полного растворения первоначально выпавшего осадка?

Решение

В 50 мл 10% раствора сульфата бериллия содержится 50*10/100=5 г BeSO4, считая плотность раствора равной 1г/см3.

Получим пропорцию:

105,075 г BeSO4 – 160 г NaOH,
5 г BeSO4 – х г NaOH.

Отсюда

х= 5*160105,075 = 7,61 г.

В 100 мл 5% р-ра NaOH содержится 5 г NaOH, в х мл 5% р-ра NaOH содержится 7,61 г NaOH.

х= 7,61*1005 = 152 мл.

Ответ: 152 мл.

Не получается самостоятельно разобраться с темой? Заказать написание статьи по химии!