Формула бериллата калия

Определение и формула бериллата калия

ОПРЕДЕЛЕНИЕ

Бериллат калия – это неорганическая соль калия, образованная из гидроксида бериллия, проявляющего амфотерные свойства.

Химическая формула – $K_2BeO_2$

Молярная масса равна $119,212$ г/моль.

Физические свойства – бесцветные или белые кристаллы, в отсутствие влаги устойчивы на воздухе.

Средняя соль, образованная катионом калия и гидроксида бериллия.

Химические свойства бериллата калия

Легко подвергается гидролизу:
$K_2BeO_1 + 2H_2O \rightarrow Be(OH)_2 + 2NaOH$
При растворении бериллата калия в разбавленной щелочи образуется гидроксобериллат:
$K_2BeO_2 + 2H_2O \rightarrow K_2[Be(OH)_4]$
$K_2BeO_2$ легко реагирует с минеральными кислотами различной силы и концентрации, с образованием $Be(OH)_2$ или соответствующей соли бериллия:
$K_2BeO_2 + 4HCl \rightarrow BeCl_2 + 2KCl + 2H_2O$

$K_2BeO_2 + H_2S \rightarrow Be(OH)_2 + K_2S$

Применение

На применении бериллата калия основан один из методов разделения бериллия и алюминия.

Примеры решения задач

ПРИМЕР 1

Задание

В колбу на $1$ л поместили $1$ г $K_2BeO_2$ и налили воды до метки. Определите $pH$ полученного раствора.

Решение

Рассчитаем молярную концентрацию соли бериллат калия $K_2BeO_2$ .

$C_M(K_2BeO_2) = \frac{m(K_2BeO_2)}{M(K_2BeO_2) \cdot V} = \frac{1}{119,212 \cdot 1} = 0,00839$ моль/л

$m$ — масса

$M$ — молярная масса

$V$ — объем колбы

Запишем реакцию гидролиза $K_2BeO_2$ . Бериллат калия гидролизуется полностью и необратимо:

$K_2BeO_2 + 2H_2O \rightarrow Be(OH)_2 \downarrow + 2NaOH$

Из стехиометрии реакции следует, что

$C_M(NaOH) = 2 \cdot C_M(K_2BeO_2) = 2 \cdot 0,00839 = 0,01678$ моль/л

Определим $pH$ .

$NaOH \rightarrow Na^+ + OH^-$

$C_M(OH^-) = C_M(NaOH) = 0,01678$ моль/л

$pH = 14 + \lg [OH^-] = 14 + \lg 0,01678 = 12,2$

Ответ

$pH = 12,2$

ПРИМЕР 2

Задание

В колбу на 1 л поместили 1 г $K_2BeO_2$ и добавили водный щелочной раствор до метки. Определите концентрацию ионов $Be^{2+}$ в растворе.

Решение

Рассчитаем молярность раствора соли (молярную концентрацию) $K_2BeO_2$ :

$C_M(K_2BeO_2) = \frac{m(K_2BeO_2)}{M(K_2BeO_2) \cdot V} = \frac{1}{119,212 \cdot 1} = 0,00839$ моль/л

В щелочном водном растворе K_2BeO_2 превращается в комплексную соль:

$K_2BeO_2 + 2H_2O \rightarrow K_2[Be(OH)_4]$

$C_M(K_2[Be(OH)_4]) = C_M(K_2BeO_2) = 0,00839$ моль/л

Запишем диссоциацию комплексной соли:

$K_2[Be(OH)_4]) \rightarrow 2K^+ + [Be(OH)_4]^{2-}$

$[Be(OH)_4]^{2-} \rightleftharpoons Be^{2+} + 4OH^-$

$C$ — начальная концентрация белиллата калия, тогда текущие концентрации:

$[[Be(OH)_4]^{2-}] = C - x$

$[Be^{2+}] = x$

$[OH^-] = 4 \cdot x$

Запишем выражение для константы нестойкости ( $K$ ):

$K = \frac{[Be^{2+}] \cdot [OH^-]^4}{[[Be(OH)_4]^{2-}]} = \frac{x \cdot (4 \cdot x)^4}C - x} \approx \frac{256 \cdot x^5}{C}$

$K = 10^{-18,57} = 2,69 \cdot 10^{-19}$

$C = 0,00839$ моль/л

$[Be^{2+}] = x = \sqrt[5]{\frac{C \cdot K}{256}} = \sqrt[5]{\frac{0,00839 \cdot 2,69 \cdot 10^{-19}}{256}} = 2,45 \cdot 10^{-5}$ моль/л