химический каталог




Неорганические синтезы. Сборник 1

Автор Е.А.Терентьева

следующих синтезах. Амальгама натрия (синтез 4) быстро получается при непосредственном соединении металла с ртутью (метод 1). Амальгама бария (синтез 5) может быть быстро получена электролизом насыщенного раствора хлорида бария с ртутным катодом (Метод 2а). Амальгама бария также легко получается действием амальгамы натрия на концентрированный водный раствор хлорида бария (метод 3).

Методы прямого соединения особенно применимы в тех случаях, когда амальгамируемый металл легко до-

12

ГЛАВА II

ступен. Обычно для растворения и начала реакции требуется нагреть смесь обоих компонентов. Если металл или получающееся вещество активны, то приготовление проводят в инертном растворителе: в атмосфере водорода или азота или нагреванием в вакууме в запаянной стеклянной трубке или в металлической бомбе.

Многие ионы металлов могут быть разряжены на ртутном катоде благодаря высокому перенапряжению водорода. Поэтому электролитические методы приготовления амальгам широко применяются и имеют особенное преимущество благодаря тому, что здесь достигается тесный контакт ртути с металлом. Можно предположить, что процесс амальгамирования в этих условиях протекает быстро потому, что металл в момент его образования из иона находится в активном атомарном состоянии. При электролитическом методе желательно брать концентрированные растворы для того, чтобы свести до минимума обратную реакцию разложения амальгамы растворителем. Кроме того, не следует употреблять соли, содержащие легко восстанавливающиеся анионы, такие, как нитраты.

Электролитический метод особенно полезен в тех случаях, когда металл мало доступен в свободном состоянии или когда он слишком активен, чтобы применять метод прямого контакта. Амальгамы калия, рубидия и цезия получаются из растворов соответствующих гидратов окисей, амальгамы бария и стронция — из растворов хлоридов.

Электролитический метод применяется также в тех случаях, когда амальгаму нельзя получить прямым контактом из-за высокой температуры плавления металлов.

Амальгама хрома получается электролизом концентрированного водного раствора треххлористого хрома, сильно подкисленного соляной кислотой, амальгама молибдена—¦ из кислого раствора трехокиси.

Этот метод применяется также для приготовления амальгам таких металлов, как цинк, свинец, кадмий, олово, висмут и марганец. Получение амальгам алюминия, кальция, магния и бериллия электролизом водных растворов солей не производилось.

3. ПРИГОТОВЛЕНИЕ АМАЛЬГАМ

13

Новый электролитический метод основан на электролизе растворов, содержащих ионы ртути и другого металла. Этим способом готовят амальгамы висмута и меди. Этот метод, вероятно, может привести к получению амальгам различного состава, но сообщений об этом не имеется.

Описано много примеров электроосаждения из растворов солей в неводных растворителях [5]. Электролиз водных растворов хлоридов редкоземельных металлов на ртутном катоде приводит к образованию амальгам, но одновременно получается значительное количество трудноотделимого осадка основной соли. Спиртовые растворы хлоридов отличаются высоким сопротивлением, и амальгамы из них получаются без особенных трудностей. Амальгамы тетраметиламмония [6] и его высших гомологов получаются электролизом соответствующих хлоридов в спиртовом растворе при —34°. Имеется сообщение о том, что электролиз тиоцианата аммония в ацетоне с применением ртутного катода приводит к образованию амальгамы аммония [7].

Описано получение очень концентрированной (30%) амальгамы бария электролизом йодистого бария в среде пиридина [8].

Когда от амальгамы не требуется абсолютной чистоты, то ее готовят действием активной амальгамы, такой, как амальгама натрия, на водный или неводный раствор соли металла. Обычно реакцию трудно довести до конца, и" конечный продукт всегда содержит следы исходной амальгамы (см. табл. 1). Этот метод очень прост, так как амальгама натрия легко доступна. Таким образом готовят амальгамы аммония, бария, стронция и хрома.

Амальгамы редкоземельных металлов были приготовлены действием амальгамы натрия на спиртовый раствор хлоридов [9]. Эта реакция не идет в водной среде *, но в спирте хлорид натрия нерастворим и выпадает из

* Обменная реакция солей редкоземельных элементов с амальгамой натрия идет и в- водной! среде. Неудачи прежних попыток получения редкоземельных амальгам объясняются их быстрым разложением в сильно кислой среде. При рН раствора в интервале 4—7 редкоземельные амальгамы вполне устойчивы. (Прим. ред.)

14

ГЛАВА II

раствора, что сдвигает реакцию в сторону образования амальгамы:

3NaHg.,. + NdCl3 3NaCI ? + NdHga-.

Четвертый метод находит ограниченное применение, хотя амальгамирование поверхности происходит сразу же при погружении металла в раствор соли ртути. Иллюстрацией действия ртути на раствор соли более благородного металла является приготовление меркурида серебра, Ag3Hg4 [10]. Прибавление капель ртути к раствору нитрата серебра приводит к образованию кристаллов этого интерметаллического соединения.

ЛИТЕРАТУРА

1. Blitz, ?. anorg. allgem. Chem., 219, 119 (1934).

2. Audrleth, Metallwirtschaft, 14, 3 (1935).

3. Tammann, Hlnntlber, Z. anorg. allgem. Chem., 160, 249 (1927).

4. Friend, A Textbook of Inorganic Chemistry, Vol. Ill, Part II, p. 215,

London, 1926; Mellor, A Comprehensive Treatise on Inorganic and Theoretical Chemistry, Vol. IV, p. 1005-1048. London, 1923.

5. Audrieth, Nelson, Chem. Rev., 8, 355 (1931).

6. McCoy, Moore, J. Am. Chem. Socv 33, 273 (1911).

7. Laszynski, Gorskl, Z. Elektrochem., 4, 292 (1897).

8. Hevesy, Z. Elektrochem., 16, 672 (1910).

9. West, Hopkins, J. Am. Chem. Soc, 57, 2185 (1935). 10. Weryha, Z. Krist., 86, 335 (1935).

4. АМАЛЬГАМА НАТРИЯ

Амальгаму натрия можно приготовить прибавлением небольших кусочков натрия к ртути, электролизом солей натрия с ртутным катодом или добавлением ртути к расплавленному натрию, находящемуся под инертной жидкостью, например под парафиновым маслом. Методика, описанная ниже, проста ? занимает немного времени [1].

МЕТОДИКА

В чашку диаметром 18 см из глазурованного фарфора кладут свежеотрезанный кусок металлического натрия (60 г) и наливают столько парафинового масла, чтобы над натрием образовался слой толщиной в 1 см. Чашку

5. АМАЛЬГАМА БАРИЯ

15

ставят на горячую плитку и расплавляют натрий. К нему, через капельную воронку, при постоянном встряхивании рукой, добавляют 1940 г ртути, сперва медленно, а затем быстрее, с таким расчетом, чтобы прибавление всего количества заняло 3—4 мин. * Затем большую часть парафина декантируют. Во время охлаждения амальгаму растирают тяжелым пестиком до начала затвердевания (около 250°). При быстрой работе можно получить амальгаму любой степени измельчения. После охлаждения ее промывают керосином или бензином, сушат и сохраняют в герметически закрывающейся банке.

Из взятого количества натрия и ртути получается 2 кг 3-процентной амальгамы. Изменяя количества натрия и ртути, можно получать разные количества 3-процентной амадьгамы (но не более 4 кг) или получать амальгамы с различным содержанием металла.

ЛИТЕРАТУРА

I. Vanstotie, Chem. News, 103, 181 (1911).

5. АМАЛЬГАМА БАРИЯ**

Амальгаму бария обычно готовят одним из следующих методов: 1) действием амальгамы натрия (или калия) на. раствор соли бария, 2) электролизом растворов солей бария с ртутным катодом. Первый метод был предложен Бётгером [1]. Автор утверждает, что амальгама натрия, в которой на 100 частей ртути содержится одна часть натрия, при добавлении к насыщенному раствору хлорида бария немедленно превращается в амальгаму бария с незначительным выделением газа.

* Если ртуть прибавлять с меньшей скоростью, то может образоваться 6-процентная амальгама, плавящаяся при 360°. Она медленно амальгамируется оставшейся ртутью. При быстром прибавлении ртути выделяется тепло, которое и сохраняет массу в расплавленном состоянии. С другой стороны, первые 10 мл ртути нужно прибавлять по каплям, иначе начнется бурная реакция. Скорость прибавления ртути можно увеличить только тогда, когда прибавление ее перестанет вызывать разбрызгивание.

' ** По этому же способу можно готовить и амальгаму стронция.

16

ГЛАВА II

Второй метод, основанный на электролитическом выделении бария на ртутном катоде, изучался многими авторами [2—8]. Этот метод проще и дает более чистый продукт, поэтому его предпочитают методу замещения. Методика А в основном составлена на базе результатов, полученных Смитом и Беннеттом [9], и состоит из электролиза насыщенного раствора хлорида бария. Приводится также описание метода замещения (Б).

МЕТОДИКА А. Электролитический метод

Ba+++2e-+xHg —> Barfe

100 мл насыщенного раствора хлорида бария наливают в стакан емкостью 250 мл и прибавляют 250 г чистой ртути; последняя служит катодом. Контакт осуществляется платиновой проволокой, припаянной к концу стеклянной трубки. Анодом служит платиновая фольга (5 X 10 см2), согнутая под прямым углом и параллельная ртутному катоду.

Электролиз длится 120—140 мин. при силе тока в 1,75—2,5 а. Внутреннее и внешнее сопротивление регулируется таким образом, чтобы разность потенциалов в ячейке составляла 6—7 в. Если электролиз продолжается слишком долго, то наступает резкое увеличение вольтажа, заметное выделение газа на поверхности катода и разложение амальгамы при взаимодействии с оставшимся электролитом. Это явление может возникнуть также вследствие образования кристаллов амальгамы бария, образующих корку на поверхности катода. Корку можно убрать осторожным перемешиванием поверхности ртути механической мешалкой или периодическим сталкиванием кристаллической массы под поверхность ртути стеклянной палочкой.

По окончании электролиза электролит декантируют и амальгаму несколько раз промывают дестиллированной водой, спиртом и, наконец, эфиром. Амальгаму хранят в банке с хорошо притертой пробкой.

В табл. 2 приведены результаты трех типичных опытов. В результате электролиза получается неоднородный

Таблица 2

Сила Напря- Плотность . тока, а/см' Вес взятой Hg, г Вес Ва, г

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

Скачать книгу "Неорганические синтезы. Сборник 1" (1.56Mb)


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

 

 

Реклама
декор styl kiwi b
акустика премиум
сладкий новогодний подарок детям купить
линзы neo disco

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
(08.12.2016)