Бериллаты

Бериллаты — химические соединения, представляющие собой соли амфотерного гидроксида бериллия Be(OH)₂, который диссоциирует преимущественно с отщеплением протона:

$\mathsf{B}\mathsf{e}\mathsf{(}\mathsf{O}\mathsf{H}{\mathsf{)}}_{\mathsf{2}}\mathsf{\rightleftarrows }\mathsf{B}\mathsf{e}{O}_{\mathsf{2}}^{\mathsf{2}\mathsf{-}}\mathsf{+}\mathsf{2}{\mathsf{H}}^{\mathsf{+}}$

$\mathsf{2}\mathsf{B}\mathsf{e}\mathsf{(}\mathsf{O}\mathsf{H}{\mathsf{)}}_{\mathsf{2}}\mathsf{\rightleftarrows }\mathsf{B}{\mathsf{e}}_{\mathsf{2}}{O}_{\mathsf{3}}^{\mathsf{2}\mathsf{-}}\mathsf{+}\mathsf{2}{\mathsf{H}}^{\mathsf{+}}\mathsf{+}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}$

Склонность бериллия образовывать бериллатный (BeO₂^2–) и дибериллатный (Be₂O₃^2–) анионы, как и другие его свойства, отличные от свойств щелочноземельных металлов, объясняется большой плотностью заряда иона Be²⁺. На сегодняшний день получены бериллаты и дибериллаты щелочных и щелочноземельных металлов.

Свойства

Бериллаты представляет бесцветные или белые кристаллические вещества, устойчивые на воздухе только в отсутствие следов влаги. В присутствии влаги или при растворении в воде бериллаты легко гидролизируют, с образованием гидроксида бериллия и соответствующей щелочи:

$\mathsf{N}{\mathsf{a}}_{\mathsf{2}}\mathsf{B}\mathsf{e}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}\mathsf{+}\mathsf{2}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}\mathsf{⟶}\mathsf{B}\mathsf{e}\mathsf{(}\mathsf{O}\mathsf{H}{\mathsf{)}}_{\mathsf{2}}\mathsf{+}\mathsf{2}\mathsf{N}\mathsf{a}\mathsf{O}\mathsf{H}$

$\mathsf{N}{\mathsf{a}}_{\mathsf{2}}\mathsf{B}{\mathsf{e}}_{\mathsf{2}}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{3}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}\mathsf{⟶}\mathsf{2}\mathsf{B}\mathsf{e}\mathsf{(}\mathsf{O}\mathsf{H}{\mathsf{)}}_{\mathsf{2}}\mathsf{+}\mathsf{2}\mathsf{N}\mathsf{a}\mathsf{O}\mathsf{H}$

При растворении бериллатов в разбавленных щелочных растворах образуется более устойчивые комплексные соединения — гидроксобериллаты:

$\mathsf{N}{\mathsf{a}}_{\mathsf{2}}\mathsf{B}\mathsf{e}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}\mathsf{+}\mathsf{2}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}\mathsf{⟶}\mathsf{N}{\mathsf{a}}_{\mathsf{2}}\mathsf{[}\mathsf{B}\mathsf{e}\mathsf{(}\mathsf{O}\mathsf{H}{\mathsf{)}}_{\mathsf{4}}\mathsf{]}$

$\mathsf{N}{\mathsf{a}}_{\mathsf{2}}\mathsf{B}{\mathsf{e}}_{\mathsf{2}}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{3}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}\mathsf{+}\mathsf{2}\mathsf{N}\mathsf{a}\mathsf{O}\mathsf{H}\mathsf{⟶}\mathsf{2}\mathsf{N}{\mathsf{a}}_{\mathsf{2}}\mathsf{[}\mathsf{B}\mathsf{e}\mathsf{(}\mathsf{O}\mathsf{H}{\mathsf{)}}_{\mathsf{4}}\mathsf{]}$

При концентрации раствора щелочи до 35% образуется комплексный гидроксобериллатный анион эмпирического состава [BeO(OH)2]^2–. Комплексные гидроксобериллатные ионы значительно устойчивее бериллатного, поэтому при большой концентрации щелочи даже кипячение раствора не приводит к разрушению гидроксобериллатов и выделению гидроксида бериллия в осадок.

Бериллаты легко реагируют с кислотами различной силы и концентрации, с образованием гидроксида бериллия или соответствующей соли бериллия:

$\mathsf{N}{\mathsf{a}}_{\mathsf{2}}\mathsf{B}\mathsf{e}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}\mathsf{+}\mathsf{4}\mathsf{H}\mathsf{C}\mathsf{l}\mathsf{⟶}\mathsf{B}\mathsf{e}\mathsf{C}{\mathsf{l}}_{\mathsf{2}}\mathsf{+}\mathsf{2}\mathsf{N}\mathsf{a}\mathsf{C}\mathsf{l}\mathsf{+}\mathsf{2}\mathsf{H}\mathsf{2}\mathsf{O}$

$\mathsf{N}{\mathsf{a}}_{\mathsf{2}}\mathsf{B}\mathsf{e}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}\mathsf{+}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{S}\mathsf{⟶}\mathsf{B}\mathsf{e}\mathsf{(}\mathsf{O}\mathsf{H}{\mathsf{)}}_{\mathsf{2}}\mathsf{+}\mathsf{N}{\mathsf{a}}_{\mathsf{2}}\mathsf{S}$

Так же в присутствии влаги бериллаты легко реагируют с диоксидами углерода и серы, различными оксидами азота и т.п.:

$\mathsf{N}{\mathsf{a}}_{\mathsf{2}}\mathsf{B}\mathsf{e}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}\mathsf{+}\mathsf{C}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}\mathsf{+}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}\mathsf{⟶}\mathsf{B}\mathsf{e}\mathsf{(}\mathsf{O}\mathsf{H}{\mathsf{)}}_{\mathsf{2}}\mathsf{+}\mathsf{N}{\mathsf{a}}_{\mathsf{2}}\mathsf{C}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}$

$\mathsf{N}{\mathsf{a}}_{\mathsf{2}}\mathsf{B}\mathsf{e}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}\mathsf{+}\mathsf{S}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}\mathsf{+}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}\mathsf{⟶}\mathsf{B}\mathsf{e}\mathsf{(}\mathsf{O}\mathsf{H}{\mathsf{)}}_{\mathsf{2}}\mathsf{+}\mathsf{N}{\mathsf{a}}_{\mathsf{2}}\mathsf{S}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}$

$\mathsf{N}{\mathsf{a}}_{\mathsf{2}}\mathsf{B}\mathsf{e}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}\mathsf{+}\mathsf{2}\mathsf{N}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}\mathsf{+}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}\mathsf{⟶}\mathsf{B}\mathsf{e}\mathsf{(}\mathsf{O}\mathsf{H}{\mathsf{)}}_{\mathsf{2}}\mathsf{+}\mathsf{N}\mathsf{a}\mathsf{N}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}\mathsf{+}\mathsf{N}\mathsf{a}\mathsf{N}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}$

Получение

Бериллаты образуются в различных условиях. Наиболее распространен способ высокотемпературного синтеза при взаимодействии оксида или гидроксида бериллия с оксидами, гидроксидами или карбонатами щелочных металлов:

$\mathsf{B}\mathsf{e}\mathsf{O}\mathsf{+}\mathsf{N}{\mathsf{a}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}\mathsf{⟶}\mathsf{N}{\mathsf{a}}_{\mathsf{2}}\mathsf{B}\mathsf{e}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}$

$\mathsf{2}\mathsf{B}\mathsf{e}\mathsf{O}\mathsf{+}\mathsf{N}{\mathsf{a}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}\mathsf{⟶}\mathsf{N}{\mathsf{a}}_{\mathsf{2}}\mathsf{B}{\mathsf{e}}_{\mathsf{2}}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}$

$\mathsf{B}\mathsf{e}\mathsf{O}\mathsf{+}\mathsf{2}\mathsf{N}\mathsf{a}\mathsf{O}\mathsf{H}\mathsf{⟶}\mathsf{N}{\mathsf{a}}_{\mathsf{2}}\mathsf{B}\mathsf{e}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}\mathsf{+}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}$

$\mathsf{B}\mathsf{e}\mathsf{O}\mathsf{+}\mathsf{N}{\mathsf{a}}_{\mathsf{2}}\mathsf{C}{\mathsf{O}}_{\mathsf{3}}\mathsf{⟶}\mathsf{N}{\mathsf{a}}_{\mathsf{2}}\mathsf{B}\mathsf{e}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}\mathsf{+}\mathsf{C}{\mathsf{O}}_{\mathsf{2}}$

При растворении бериллия, а также его оксида или гидроксида в концентрированных растворах щелочей образуются гидроксобериллаты:

$\mathsf{B}\mathsf{e}\mathsf{+}\mathsf{2}\mathsf{N}\mathsf{a}\mathsf{O}\mathsf{H}\mathsf{+}\mathsf{2}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}\mathsf{⟶}\mathsf{N}{\mathsf{a}}_{\mathsf{2}}\mathsf{[}\mathsf{B}\mathsf{e}\mathsf{(}\mathsf{O}\mathsf{H}{\mathsf{)}}_{\mathsf{4}}\mathsf{]}\mathsf{+}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}$

$\mathsf{B}\mathsf{e}\mathsf{O}\mathsf{+}\mathsf{2}\mathsf{N}\mathsf{a}\mathsf{O}\mathsf{H}\mathsf{+}{\mathsf{H}}_{\mathsf{2}}\mathsf{O}\mathsf{⟶}\mathsf{N}{\mathsf{a}}_{\mathsf{2}}\mathsf{[}\mathsf{B}\mathsf{e}\mathsf{(}\mathsf{O}\mathsf{H}{\mathsf{)}}_{\mathsf{4}}\mathsf{]}$

$\mathsf{B}\mathsf{e}\mathsf{(}\mathsf{O}\mathsf{H}{\mathsf{)}}_{\mathsf{2}}\mathsf{+}\mathsf{2}\mathsf{N}\mathsf{a}\mathsf{O}\mathsf{H}\mathsf{⟶}\mathsf{N}{\mathsf{a}}_{\mathsf{2}}\mathsf{[}\mathsf{B}\mathsf{e}\mathsf{(}\mathsf{O}\mathsf{H}{\mathsf{)}}_{\mathsf{4}}\mathsf{]}$

Применение

На использовании бериллатов щелочных металлов основан один из методов разделения бериллия и алюминия.