химический каталог




Перхлораты: свойства, производство и применение

Автор И.Шумахер

ии областей применения этих важных соединений.

Можно надеяться, что .издание подобной монографии повысит интерес к перхлоратам и ускорит проведение исследований по их приготовлению и использованию.

Введение написано Ф. Мазерсом, глава I—И. Шумахером, главы II, III и IV подготовлены Р. Стюартом, главы V, VIII, IX и «Приложения»—У. Гейлом, главы VI п VII—X. Керри, главы X и XI—Т. Левенсом.

И. Шумахер

Лос-Анжелос, Калифорния, июль 1960 г.

ВВЕДЕНИЕ

В современных условиях специализация необходима во всех областях человеческой деятельности, особенно в химии с ее обширной и все возрастающей массой научных знаний, получаемых путем исследований. Руководства общего характера становятся весьма элементарными по сравнению с объемом располагаемых научных сведений по данному предмету. В результате такие общие руководства быстро уступают место отдельным книгам или многотомным изданиям, посвященным более узким вопросам химии или химической технологии. За последние годы выпущены специальные монографии, посвященные описанию ряда химических элементов, реакций и классов соединений. Вот почему своевременно область изучения хлорной кислоты и перхлоратов также сделать предметом отдельного детального и всестороннего рассмотрения. С этой целью издается данная книга, которая будет полезна как в научной, так и в промышленной сфере деятельности.

Перхлораты и хлорная кислота получили распространение только недавно. Со времени их открытия в начале XIX столетня до 10-х годов текущего века эти соединения были просто названиями в обширных руководствах по неорганической химии, и даже профессора, по-видимому, не были знакомы с их свойствами и возможными областями применения. В течение ряда лет лишь перхлорат калия производили в США; однако, поскольку данная соль непригодна для получения других перхлоратов или хлорной кислоты (главным образом вследствие весьма низкой растворимости), это задерживало изучение указанных соединений.

Среди химиков того времени, вероятно, было распространено мнение, что присоединение атома кислорода к иону СЮ~ должно сделать перхлораты и хлорную кислоту менее стойкими, чем хлораты и хлорноватая кислота. Только после того, как замечательная устойчивость перхлоратов стала широко известна, начали изучать различные области их применения.

В результате исследований были постепенно разработаны удовлетворительные методы получения хлорной кислоты и различных перхлоратов. Благодаря этим методам удалось установить исключительную стабильность иона CIO4. Хлорная кислота устойчива к действию царской водки, может перегоняться (при пониженном давлении) без разложения и не восстанавливается водо-

10

Введение

родом в момент выделения или на катоде прн электролизе. Такая стабильность совершенно неожиданна для любых соединений хлора с кислородом. Однако нельзя забывать, что перхлораты являются сильными окислителями и обращаться с ними следует весьма осторожно. Как передатчики кислорода они используются в смеси с органическими соединениями в качестве взрывчатых веществ и источника кислорода для реактивных топлив.

В противоположность общим правилам растворимости, почти все перхлораты хорошо растворяются в воде, за исключением нерастворимых или весьма слабо растворимых в ней перхлоратов калия, рубидия и цезия. Более того, перхлораты тяжелых металлов гораздо менее подвержены гидролизу, чем другие соли этих металлов, и их высокая растворимость используется в ряде случаев (например, в гальванотехнике). Хлорная кислота широко применяется в аналитической химии вместо серной кислоты; перхлораты щелочноземельных металлов получили большое распространение как осушители (поглотители влаги).

Все это позволяет предположить, что в ближайшие годы произойдет дальнейшее усовершенствование методов производства и расширение областей использования перхлоратов и хлорной кислоты. Изыскание такого катализатора, который бы в присутствии влаги увеличил ничтожную скорость взаимодействия хлора и кислорода с образованием хлорной кислоты, может произвести коренной переворот в химии перхлоратов. Мы надеемся, что данная книга явится источником новых идей для исследований в этом и других направлениях.

Ф. Мазере

Университет Индианы Блумингтон, Индиана, июль 1960 г.

Глава I

ИСТОРИЧЕСКИЙ ОЧЕРК

Первое сообщение об открытии перхлората калия было опубликовано в 1816 г. в Германии венским ученым Стадионом1, который расплавил в реторте небольшое количество хлората калия и осторожно добавил в нее немного серной кислоты. Он обнаружил, что после выделения двуокиси хлора остаток представляет собой смесь сульфата калия и труднорастворимой соли, которую он идентифицировал как перхлорат калия.

Занимаясь выяснением состава и строения новой соли, Стадион2 приготовил хлорную кислоту сначала электролизом насыщенного водного раствора двуокиси хлора, а затем—перегонкой нагретой смеси серной кислоты и хлората калия. Кроме того, он получил перхлорат калия двумя методами: путем нейтрализации хлорной кислоты едким кали и электролизом (с применением платиновых электродов) насыщенного раствора хлората калия.

Следует отметить, что заслу]а Стадиона состоит не только в том, что он впервые приготовил и идентифицировал хлорную кислоту и перхлорат калия, но и в том, что он понял важность и эффективность примененного им электрохимического метода синтеза.

В 1830 г. Серулля* сообщил о разработке нового метода получения хлорной кислоты. Он заметил, что при перегонке хлорноватой кислоты часть ее разлагается на хлор и кислород, а другая часть (примерно треть введенного количества) превращается в хлорную кислоту. Он обнаружил также, что хлорная кислота очень устойчива и перегоняется при повышенной температуре без разложения.

В 1831 г. Серулля4 описал еще один метод превращения хлората калия в перхлорат. Образование почти нерастворимого со-леподобного остатка при неполном разложении хлората калия в процессе нагревания он приписал вначале сцеплению соли со стенками сосуда. Ему показалось невероятным, что в предыдущих исследованиях не был определен состав осадка. Позднее он нашел, что этот остаток представляет собой перхлорат калия.

Серулля заметил, что реакции образования перхлората калия при действии серной кислоты на хлорат и хлорной кислоты при

12

Гл. I. Исторический очерк

простом кипячении концентрированной хлорноватой кислоты— аналогичны. Основываясь на этом наблюдении, он предположил, что под влиянием повышенной температуры, поддерживаемой в определенных пределах, хлорат калия переходит в перхлорат при передаче части кислорода неразложившемуся хлорату.

Таким образом, он открыл простой метод приготовления перхлората калия и приступил к разработке нового метода синтеза хлорной кислоты из перхлората калия и кремнефтористоводород-ной кислоты. Он смешивал перхлорат калия и H2SiF6, выпаривал полученный раствор и затем охлаждал его для осаждения кремнефтористого калия.

Одновременно с изучением хлорной кислоты Серулля приготовил перхлорат аммония и перхлораты ряда металлов. В ходе работы он обратил внимание на заметную разницу в растворимости перхлоратов калия и натрия и на основании этого предложил ценный метод разделения ионов калия и натрия.

Заслугой Серулля можно считать также популяризацию термина «перхлорат», вместо употреблявшегося Стадионом и другими исследователями с 1816 по 1831 гг. термина «оксихлорат». Серулля использовал эти понятия в своих статьях как взаимозаменяемые, и с тех пор почти исключительно применяется термин «перхлорат».

После важных открытий Стадиона и Серулля изучение свойств и нахождение новых методов получения и областей использования хлорной кислоты и ее солей все время привлекало и привлекает сейчас внимание многих исследователей. Это вызвано как чисто научным интересом, так и теми преимуществами, которые дает применение этих веществ в аналитической химии, пиротех-нии и в качестве одного из компонентов взрывчатых веществ и ракетного топлива.

Состав перхлората калия, определенный Стадионом, был подтвержден Серулля5, Митчерлихом6 и Мариньяком7. Затем Роско8 приготовил и идентифицировал хлорную кислоту в трех формах: в виде ангидрида, моногидрата (твердого кристаллического вещества, открытого Серулля, но не идентифицированного им) и дигидрата—жидкости с постоянной точкой кипения. Однако Роско не смог выделить в свободном состоянии ангидрид хлорной кислоты С1.207. Прошло почти 40 лет, пока Михаелю и Кону9 удалось получить этот ангидрид и выделить его в свободном состоянии. В 1902 г. Уик10 исследовал зависимость температуры замерзания хлорной кислоты от ее состава и обнаружил пять гидратов хлорной кислоты.

Изучение строения хлорной кислоты проводилось Фольме-ром11, Смитом и Гелером12 и позднее—Фонтейном13. Для этих исследований Фольмер использовал рентгеновские лучи, Смит п

Гл. I. Исторический очерк

13

Гелер—изменение температуры плавления в зависимости от плотности хлорной кислоты и Фонтейн—спектр Рамана.

Еще раньше, в 1881 г., Бертло14, изучая термохимические свойства хлоратов и перхлоратов, доказал, что превращение хлората калия в п

страница 2
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69

Скачать книгу "Перхлораты: свойства, производство и применение" (2.31Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
купить готовый дом на новой риге
выпрямить заднее крыло е34
уличные скамейки железные фото и чертежи
Viessmann Vitocrossal 200 CM2 186/170

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(09.12.2016)