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Physikalisch-chemische Eigenschaften |
| Beryllium
ist ein stahlgraues, sehr hartes und sprödes Leichtmetall, das an
der Luft beständig ist. Beim Erhitzen auf Rotglut bei ca. 600°C
lässt es sich gut verformen und dehnen. Seine elektrische
und thermische Leitfähigkeit ist relativ
gut. In der Nähe des absoluten Nullpunktes bei -273°C wirkt Beryllium
als Supraleiter. In seinen chemischen Eigenschaften ähnelt das Beryllium
dem Aluminium. An der Luft ist es beständig
und behält seinen Glanz, da es sich mit einer dünnen Oxidschicht
überzieht. Oberhalb von 600°C reagiert Berylliumpulver mit Sauerstoff
und verbrennt zu Berylliumoxid:
2 Be + O2 
2 BeO DHR
= -1220,2 kJ/mol
Berylliumoxid ist ein äußerst toxischer Stoff, der aufgrund seiner guten Wärmeleitfähigkeit in keramischen Materialien in Schmelztiegeln oder in Zündkerzen eingesetzt wird. Wasser und kalte Salpetersäure
greifen Beryllium nicht an. Verdünnte Salz- und Schwefelsäure
wie auch verdünnte Alkalilaugen reagieren mit Beryllium unter lebhafter
Wasserstoffentwicklung und den entsprechenden Berylliumsalzen:
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Toxikologie |
| Bei der Berührung des Metalls besteht die Gefahr, dass über Hautverletzungen Partikel in das Unterhautgewebe gelangen. Dort führen sie zu allergischen oder entzündlichen Reaktionen der Haut. Eingeatmete Berylliumstäube und Dämpfe verbleiben relativ lange in der Lunge. Auch wenn nur relativ wenig Beryllium in das Blut aufgenommen wird, kann es zu Entzündungen der oberen Atemwege bis hin zu schweren Lungenschäden kommen. Bei einer wiederholten Aufnahme tritt eine chronische Berylliose auf. Die Symptome dieser chronischen Entzündung der Lunge äußern sich in Atemnot, trockenem Husten, Müdigkeit, Brustschmerz und Schwächeanfällen. Es kann sich Lungenkrebs entwickeln. Auch Todesfälle durch akutes Lungen- oder Herzversagen sind bekannt. Berufsbedingte Berylliumvergiftungen kommen heute kaum noch vor, dagegen befinden sich im Zigarettenrauch erhebliche Mengen Beryllium. Es ist in geringer Menge in den Böden und in Pflanzen wie der Tabakpflanze enthalten. |
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Vorkommen |
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Mit
einem Massenanteil von 0,00053% in der Erdhülle steht Beryllium an
48. Stelle der Elementhäufigkeit und ist damit
ein eher seltenes Element. In der Natur tritt es nie elementar auf. Das
häufigste und wichtigste Berylliummineral ist der Beryll,
ein Beryllium-Aluminium-Silicat. Grün gefärbte Kristalle des
Berylls werden als Smaragd, blau gefärbte als Aquamarin bezeichnet.
Die Farben der als Edelstein gehandelten Berylle werden durch Fremdatome
verursacht. Chromatome färben den Beryll grün, zweiwertige Eisenatome
und Titanatome färben ihn blau. Die technisch wichtigen Berylliummineralien
kommen vor allem in Brasilien, in Argentinien, in Indien, in Sri Lanka,
in Zentral- und Südafrika, in den USA, in den GUS-Staaten und in Kolumbien
vor.
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Geschichte |
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Der
französische Chemiker Louis Nicolas Vauquelin (1763-1829) stellte
im Jahre 1798 aus dem Mineral Beryll erstmals Berylliumoxid (Beryllerde)
her. Aufgrund des süßen Geschmacks der Berylliumsalze nannte
er das vermutete Element zunächst Gluciunium. Martin Heinrich Klaproth
(1743-1817) stellte kurz darauf die gleiche Erde her und nannte das Element
Beryllium nach dem Mineral Beryll. Das chemische Symbol "Be" führte
J.J. Berzelius im Jahre 1814 ein.
Das Element in unreiner Form konnte erst im Jahre 1828 von F.
Wöhler in Berlin und von Antoine Alexandre Bussy (1794-1882) in
Paris durch die Reduktion von Berylliumchlorid mit Kalium
hergestellt werden. Die Darstellung des reinen Metalls gelang Paul Marie
Alfred Lebeau (1868-1959) im Jahre 1899 durch eine Schmelzflusselektrolyse
von Natriumfluoroberyllat Na2[BeF2].
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Herstellung |
| Zuerst
werden die Berylliummineralien mit fluorhaltigen Verbindungen geröstet
oder mit Fluor erhitzt. In allen Fällen erhält man Berylliumfluorid
BeF2. Durch eine Reduktion mit Magnesium
bei 900°C entsteht fein verteiltes, pulverförmiges Beryllium:
BeF2 + Mg Be +
MgF2
Sehr reines Beryllium kann auch durch eine Schmelzflusselektrolyse des Berylliumfluorids zusammen mit Bariumfluorid und Natriumchlorid erhalten werden. An den Wänden der verwendeten Nickelgefäße setzen sich dabei Berylliumflitter ab. |
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Verwendung |
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Legiert
man Metalle wie Kupfer, Aluminium,
Nickel oder Eisen
mit wenig Beryllium, werden die Härte, die Festigkeit, die Temperaturempfindlichkeit
und die Korrosionsbeständigkeit stark verbessert. Trotz der großen
Härte bleiben derartige Legierungen sehr elastisch. Berylliumbronze
ist eine Legierung mit Kupfer und einem Anteil von 0,4-2% Beryllium. Diese
Legierung hat die höchste elektrische Leitfähigkeit aller Legierungen.
Ein Hammer aus Berylliumbronze schlägt keine Funken und ist trotzdem
sehr hart. Werkzeuge mit diesem Material werden überall dort verwendet,
wo dies notwendig ist, beispielsweise auf Ölbohrinseln oder in Gaswerken.
Die Legierung wird auch in Federn oder in Oberleitungen für Straßenbahnen
und Eisenbahnen eingesetzt.
Man benötigt Beryllium auch als neutronenbremsende Substanz (Moderator) in Kernkraftwerken und Kernwaffen. Außerdem dient es zur Herstellung von Röntgenfenstern. Reines Beryllium lässt die Röntgenstrahlen etwa 17 mal leichter durch wie Aluminium. |
| Copyright: Thomas Seilnacht |
Gefahr 
