BERILIUM: SEJARAH, STRUKTUR, SIFAT, KEGUNAAN - KIMIA - 2025

The berilium adalah unsur logam milik kelompok 2 atau IIA dari tabel periodik. Ini adalah logam alkali tanah paling ringan di grup, dan diwakili oleh simbol Be. Atom dan kationnya juga lebih kecil daripada atom dan kationnya (Mg, Ca, Sr …).

Karena kepadatan muatannya yang tidak biasa, logam ini biasanya tidak muncul secara terpisah. Sekitar 30 mineral diketahui mengandungnya, di antaranya adalah: beryl (3BeO · Al ₂ O ₃ · 6SiO ₂ · 2H ₂ O), bertrandite (4BeO.2SiO ₂ .2H ₂ O), chrysoberyl (BeAl ₂ O ₄ ), dan fenakit (Be ₂ Si ₄ ).

Nugget berilium logam. Sumber: W. Oelen

Zamrud, batu permata, adalah varian dari beryl. Namun, berilium murni tidak terlalu mencolok; memiliki kilau keabu-abuan pucat (gambar atas), dan terbentuk dalam bentuk biji atau tablet hisap.

Berilium memiliki sekumpulan sifat fisik yang khas. Ini memiliki kepadatan rendah; konduktansi termal dan listrik yang tinggi, serta kapasitas termal dan pembuangan panasnya; itu bukan logam magnet; dan juga memiliki kombinasi kekakuan dan elastisitas yang sesuai.

Semua sifat ini telah menjadikan berilium sebagai logam dengan banyak aplikasi, mulai dari penggunaannya dalam paduan tembaga untuk pembuatan perkakas, hingga penggunaannya dalam roket, pesawat terbang, mobil, reaktor nuklir, peralatan sinar-X, resonansi. magnet nuklir, dll.

Berilium memiliki 10 isotop yang diketahui, mulai dari ⁵ Be hingga ¹⁴ Be, dengan ⁹ Be menjadi satu-satunya isotop stabil. Demikian juga dengan logam yang sangat toksik, yang terutama mempengaruhi sistem pernafasan, sehingga ada batasan dalam penggunaannya.

Sejarah penemuannya

Berilium ditemukan oleh Louis-Nicolas Vauguelin pada tahun 1798 sebagai unsur komposisi mineral beryl, dan silikat aluminium dan berilium.

Kemudian, kimiawan Jerman Frederic Wöhler, pada tahun 1828, berhasil mengisolasi berilium dengan mereaksikan kalium dengan berilium klorida dalam wadah platina.

Secara bersamaan, dan secara independen, ahli kimia Prancis Antoine Bussy juga berhasil mengisolasi berilium. Wöhler adalah orang pertama yang menyarankan nama berilium untuk logam tersebut.

Ini menerima namanya saat ini pada tahun 1957, karena sebelumnya dikenal sebagai glukinium, karena rasa manis dari beberapa garamnya. Tetapi, untuk menghindari kebingungan dengan senyawa rasa manis lainnya, dan dengan tanaman yang disebut glukin, diputuskan untuk mengganti namanya menjadi berilium.

Struktur berilium

Struktur kristal berilium. Sumber: Pengguna: Dornelf

Berilium adalah logam alkali tanah yang paling ringan, volume atomnya diperkirakan paling kecil dari semuanya. Atom berilium berinteraksi satu sama lain melalui ikatan logam, sedemikian rupa sehingga "lautan elektron" dan tolakan antar inti membentuk struktur kristal yang dihasilkan.

Kristal berilium hitam kemudian terbentuk. Kristal ini memiliki struktur heksagonal (gambar atas), di mana setiap atom Be memiliki enam sisi tetangga, dan tiga lainnya pada bidang di atas dan di bawah.

Karena kristal berwarna hitam, ada baiknya untuk membayangkan bahwa titik hitam struktur heksagonal digantikan oleh atom berilium. Ini adalah salah satu struktur paling kompak yang dapat diadopsi logam; dan masuk akal bahwa atom-atom Be yang sangat kecil "terjepit" sedemikian rupa untuk menghindari sedikit kekosongan atau jumlah lubang di antara mereka.

Konfigurasi elektronik

1s ² 2s ²

Yang sama dengan 4 elektron, 2 di antaranya bervalensi. Jika Anda mempromosikan elektron ke orbital 2p, Anda akan mendapatkan dua orbital hibrid sp. Jadi, dalam senyawa berilium mungkin terdapat geometri linier, X-Be-X; misalnya, molekul BeCl _{2 yang} diisolasi , Cl-Be-Cl.

Properti

Deskripsi Fisik

Mengilap, rapuh, padat abu-abu baja.

Titik lebur

1287 ° C.

Titik didih

2471 ° C.

Massa jenis

- 1,848 g / cm ³ pada suhu kamar.

- 1,69 g / cm ³ pada titik leleh (keadaan cair).

Radio atom

112 malam.

Jari-jari kovalen

90 malam.

Volume atom

5 cm ³ / mol.

Panas spesifik

1,824 J / g · mol pada 20 ° C.

Panas fusi

12,21 kJ / mol.

Panas penguapan

309 kJ / mol.

Elektronegativitas

1,57 pada skala Pauling.

Potensi standar

1,70 V.

Kecepatan suara

12.890 m / dtk.

Ekspansi termal

11,3 µm / m · K pada 25 ° C.

Konduktivitas termal

200 w / m K.

Sifat kimiawi

Berilium dilapisi dengan lapisan berilium oksida (BeO) yang melindunginya di udara pada suhu kamar. Oksidasi berilium terjadi pada suhu di atas 1000 ºC, menghasilkan produk berilium oksida dan berilium nitrida.

Ia juga tahan terhadap aksi asam nitrat 15 M. Tapi, ia larut dalam asam klorida dan alkali, seperti natrium hidroksida.

Aplikasi

Pembuatan alat

Berilium membentuk paduan dengan tembaga, nikel, dan aluminium. Secara khusus, paduan dengan tembaga menghasilkan perkakas dengan kekerasan dan ketahanan yang tinggi, yang hanya merupakan 2% dari berat paduan.

Alat ini tidak menghasilkan percikan api saat menabrak besi, yang memungkinkannya digunakan di lingkungan dengan kandungan gas yang mudah terbakar yang tinggi.

Karena kepadatannya yang rendah, ia memiliki bobot yang ringan, bersama dengan kekakuannya, memungkinkan penggunaannya di pesawat luar angkasa, roket, rudal, dan pesawat terbang. Paduan dengan berilium telah digunakan dalam pembuatan suku cadang mobil. Itu juga telah digunakan dalam produksi mata air.

Karena kekerasan luar biasa yang diberikan berilium pada paduannya, bahan ini telah digunakan dalam rem pesawat militer.

Pembuatan cermin

Berilium telah digunakan dalam produksi cermin karena stabilitas dimensinya dan kemampuannya untuk dipoles dengan baik. Cermin ini digunakan di satelit dan sistem pengendalian kebakaran. Juga, mereka digunakan di teleskop luar angkasa.

Dalam radiasi pengion

Berilium merupakan elemen dengan kepadatan rendah, sehingga dapat dianggap transparan terhadap sinar-X. Karakteristik ini memungkinkan penggunaannya dalam konstruksi jendela tabung yang menghasilkan sinar-X, untuk aplikasi industri dan dalam diagnosis medis. .

Selain itu, berilium digunakan di jendela detektor emisi radioaktif.

Dalam peralatan pembangkit magnet

Di antara ciri-ciri berilium, adalah ia bukan merupakan unsur magnet. Hal ini memungkinkannya untuk digunakan dalam konstruksi artikel untuk peralatan pencitraan resonansi magnetik, di mana medan magnet intensitas tinggi dihasilkan, meminimalkan gangguan apa pun.

Reaktor nuklir

Karena titik lelehnya yang tinggi, ia telah digunakan dalam reaktor nuklir dan keramik. Berilium digunakan sebagai moderator reaksi nuklir dan sebagai penghasil neutron:

⁹ Be + ⁴ He (α) => ¹² C + n (neutron)

Diperkirakan bahwa untuk satu juta atom berilium yang dibombardir dengan partikel α, dihasilkan hingga 30 juta neutron. Reaksi nuklir ini memungkinkan penemuan neutron.

James Chadwick membombardir atom berilium dengan partikel α (He). Peneliti mengamati pelepasan partikel subatom, tanpa muatan listrik, yang mengarah pada penemuan neutron.

Pelindung logam

Menambahkan sejumlah berilium pada permukaan logam yang dapat dioksidasi memberi mereka perlindungan. Misalnya, kemudahbakaran magnesium berkurang dan kilau paduan perak diperpanjang.

Di mana letaknya?

Beryl ditemukan di pegmatite, terkait dengan mika, feldspar, dan kuarsa. Dengan menggunakan teknik flotasi, campuran beryl dan feldspar dipisahkan. Selanjutnya, feldspar dan beryl dipekatkan dan diberi perlakuan dengan kalsium hipoklorit.

Dilanjutkan dengan perawatan dengan asam sulfat dan kalium sulfonat, melalui pengenceran, pengapungan beryl dicapai, memisahkannya dari feldspar.

Beryl diolah dengan natrium fluorosilikat dan soda pada 770 ° C untuk membentuk natrium fluorobilat, aluminium oksida, dan silikon dioksida. Berilium hidroksida kemudian diendapkan dari larutan natrium fluoroberilat dengan natrium hidroksida.

Berilium fluorida dibentuk dengan mereaksikan berilium hidroksida dengan amonia hidrogen fluorida, menghasilkan amonium tetrafluroberylate. Ini dipanaskan untuk membentuk berilium fluorida, yang diolah panas dengan magnesium untuk mengisolasi berilium.

Resiko

Berilium sebagai logam yang terbagi halus, dalam bentuk larutan, bubuk kering atau asap, sangat beracun dan dapat menyebabkan dermatitis. Namun, toksisitas terbesar dihasilkan melalui penghirupan.

Awalnya, berilium dapat memicu hipersensitivitas atau alergi, yang dapat berkembang menjadi beriliosis atau penyakit berilium kronis (CBD). Ini adalah penyakit serius, ditandai dengan penurunan kapasitas paru-paru.

Penyakit akut jarang terjadi. Pada penyakit kronis, granuloma terbentuk di seluruh tubuh, terutama di paru-paru. Beriliosis kronis menyebabkan dispnea progresif, batuk, dan kelemahan umum (astenia).

Beriliosis akut bisa berakibat fatal. Pada beriliosis, terjadi hilangnya fungsi pernafasan secara progresif, karena ada obstruksi aliran gas di saluran pernafasan dan penurunan oksigenasi darah arteri.

Referensi

1. Masyarakat kerajaan Kimia. (2019). Berilium. Diperoleh dari: rsc.org
2. Pusat Nasional untuk Informasi Bioteknologi. (2019). Berilium. Database PubChem. Diperoleh dari: pubchem.ncbi.nlm.nih.gov
3. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (15 Maret 2019). Fakta Berilium. Diperoleh dari: thinkco.com
4. Wikipedia. (2019). Berilium. Dipulihkan dari: en.wikipedia.org
5. Lenntech BV (2019). Berilium-Be. Diperoleh dari: lenntech.com
6. Korporasi Materio. (2019). Pelajari tentang elemen berilium Dipulihkan dari: beryllium.com
7. D. Michaud. (2016, 12 April). Masalah pemrosesan & ekstraksi berilium. 911 Ahli Metalurgi. Diperoleh dari: 911metallurgist.com
8. Timothy P. Hanusa. (5 Januari 2016). Berilium. Encyclopædia Britannica. Diperoleh dari: britannica.com
9. Lee S. Newman. (2014). Penyakit berilium. Manual MSD. Dipulihkan dari: msdmanuals.com