химический каталог




Неорганические синтезы. Сборник 1

Автор Е.А.Терентьева

пара фтористого водорода ниже атмосферного давления.

При низкой температуре электролит состоит главным образом из безводного фтористого водорода, который становится проводником благодаря растворенному в нем фториду калия. Муассан [2] впервые приготовил фтор электролизом такого раствора с платиновыми электродами при низких температурах. Около 70° система имела приблизительный состав KF · 3HF. Описан электролиз этого сплава с применением никелевых электродов [3].

Высокотемпературная область начинается около 220°, где состав приблизительно соответствует формуле KF · HF [4]. Как сама методика, так и схема прибора были впоследствии усовершенствованы [5].

Низкотемпературный метод требует безводного фтористого водорода, с которым трудно и опасно обращаться. В присутствии фтора он является чрезвычайно сильно корродирующим веществом и реагирует с большинством металлов,

51. ФТОР

13S

Муассан подробно изучал коррозию платиновых электродов. Электроды из графита разрушаются, невидимому, вследствие того, что жидкость увлажняет их. Еще одно неудобство этого метода заключается в необходимости поддерживать низкую температуру.

Ячейка со среднетемпературным режимом имеет преимущество в том случае, когда требуется непрерывность процесса, имеется в распоряжении безводный фтористый водород и требуется фтор, свободный от следов фторидов углерода. Работа должна производиться опытными и компетентными работниками. Преимущество ее заклю-чается также в том, что работа ведется при умеренной температуре и регенерация электролита не требует удаления больших количеств воды.

Для обычных лабораторных целей лучшей является высокотемпературная ячейка. Она не так дорога и не требует применения безводного фтористого водорода для приготовления или регенерации электролита. Так как свежий электролит не так быстро поглощает воду, то ячейку можно оставлять на несколько дней в атмосфере обычного лабораторного воздуха.

Применение такой ячейки сопряжено лишь с незначительной опасностью и требует меньшего количества дополнительных деталей в приборе. Получающийся при этом методе фтор загрязнен небольшим количеством фторидов углерода в результате реакции с графитовым анодом.

Ниже дается методика приготовления фтора как при высокой температуре (А), так и при умеренной (Б).

Фтор опасен в употреблении, поэтому каждому, кто предполагает работать с этим газом, рекомендуется познакомиться со статьей Лебо [6], где дан исчерпывающий обзор литературы по фтору до 1927 г.

а. Получение фтора высокотемпературным методом

ПРИБОР

Схема удобного в обращении прибора для получения фтора дана на рис. 25. На одну зарядку требуется около 2 кг электролита, ячейка работает на этом количестве в течение 25—50 час. при силе тока 10 а.

? ? с. 25. Установка для получения фтора при высоких температурах.

/ — медная пластинка толщиной 0,35 см* размер которой достаточен для того, чтобы перекрыть печь. Она хорошо припаяна серебром к резервуару. Эта пластинка соединена с отрицательным полюсом источника постоянного тока при помощи клемм; 2—резервуар, сделанный из медной трубки, длиной 30 см, диаметром 7,5 см и толщиной стеьки 0,35 см; 3—асбестовая прокладка; 4—нихромовая проволока нагревателя длиной 1,5 My № 18; 5—алундовое цементное покрытие толщиной около 0,5 см; 6—гокрытие из обожженной глины и песка толщиной около 2,5 см. Это покрытие придает прочность и нужную устойчивость нагревательной системе; /—сосуд из листового металла, обычно применяющийся для хранения реактивов; 8—электрод—графитовый стержень длиной 30 см и диаметром 1,25 см, сделанный из специальной смеси с минимальным количеством силикатной замазки. Верх этого электрода соединен с положительным полюсом источника постоянного тока; Р — диафрагма, сделанная из медной трубки длиной 30 см, диаметром 4,5 см и толщиной стенки 0Д5 см. 10—отверстия, диаметром 0,3 см, просверленные в диафрагме; //—огнеупорная прокладка из магнезии илн acoecia; 12—дно диафрагмы толщиной 0,15 см, сделанное из медного листа; 13—медная проволока для соединения дна с диафрагмой; 14—дио резервуара, сделанное из медного листа, толщиной 0,3 см; 15—контакты, припаянные серебром; 16—крышка металлического сосуда; 17—замазка из портландского цемента; 18—затворная трубка, сделанная из медной трубки длиной 3 см, диаметром 2,5 см и толщиной стенки 0,15 с и. Диафрагму удобно поддерживать клеммой этой трубки;/Р—медный диск» имеющий в центре отверстие диаметром 19 см; 20—трубка для выхода фтора диаметром 1,25 см и длиной 30 елг; 21—медная трубка диаметром 0,6 см; 22—крышка ячейки, которая надевается, когда ячейка не работает. Сделана из медной пластинки толщиной 0,15 см н состоит из двух частей. Центральное отверстие достаточно велико для того, чтобы прошла диафрагма; 25—центральный провод нагревателя; 24—двойной переключатель для присоединения двух половин нагревателя параллельно нли последовательно. Последовательное соединение нужно для обычной работы ячейки, параллельное — для быстрого повышения температуры. Переключатель укрепляется на двух металлических досках, находящихся по обе стороны металлической коробки; 25—деталь-устройства дна диафрагмы; 26—футляр для термометра. Представляет собой медную трубку с запаянным дном. Удобно прикреплять его к диафрагме че наглухо медной проволокой или, лучше, металлическим кольцом. Вместо ртутного термометра лучше взять термопару. Если последней не имеется, то термометр нужно покрыть пленкой тяжелого масла; 27—электролит.

51. ФТОР

137

Ниже перечислены детали, облегчающие обращение с электролитической ячейкой.

1. Медная пластинка над нагревательным элементом защищает последний от электролита. Во -избежание загрязнения электролита не допускается контакт, с материалами, содержащими кремний.

2. Открытая анодная сторона ячейки обеспечивает свободное выделение водорода и позволяет легко наблюдать за электролитом. Это уменьшает опасность взрывов в том случае, если прекращается ток фтора в приемник из-за образования пробки, что допускает выход его через анодную камеру и исключает возможность образования пробок в системе, по которой удаляется водород.

3. Большой размер выводной трубки для фтора и ее наклон устраняют возможность засорения ее затвердевающим электролитом. Для удаления электролита, попавшего в виде брызг в трубку, ее время от времени нагревают пламенем газовой горелки.

4. Замазка из портландского цемента является наиболее простой и подходящей изолирующей замазкой для катода. Вскоре после начала работы ячейки замазка затвердевает в массу, похожую на фарфор, и плотно прилипает к графитовому электроду и медной затворной трубке. Конструкция верха диафрагмы, как показано на схеме, позволяет быстро и надежно поставить изолирующую замазку. Небольшую тонкую бумажную прокладку разрезают по форме катода и затворной трубки и помещают на дно последней.

Электрод хорошо укрепляют и центрируют в цементе, замешанном с водой в виде густой пасты. Бумажная прокладка предохраняет попадание цемента в катодную.камеру; во время работы ячейки фтор удаляет бумагу. Нужно, чтобы электрод был укреплен до того, когда цемент начнет твердеть.

Чтобы переместить электрод, его можно выломать из замазки. Отверстие слегка расширяют шлифовкой, и новый электрод, покрытый свежим влажным цементом, опускают на его место.

5. Дно диафрагмы присоединяется к диафрагме по типу штыка. Его можно отъединять от диафрагмы, но не во время работы.

138

ГЛАВА VII

ЭЛЕКТРОЛИТ

Дешевле приготовить электролит из фторида калия и водного фтористого водорода, чем из бифторида калия. Нужно брать чистые реактивы, так как технические препараты содержат примеси, которые вызывают чрезмерную поляризацию камеры. К соли, находящейся в большом медном сосуде, прибавляют небольшой избыток кислоты, температуру медленно поднимают до кипения, и испа-рягот большую часть воды. Если температуру поднимать очень медленно, то соль перейдет в раствор без заметной потери фтористого водорода. После того как большая часть воды испарится, температуру начинают быстро поднимать.

В жидкость помещают пучок графитовых электродов, связанных так, чтобы между ними имелось пространство. Через расплав пропускают ток силой в 5—10 а. Анодом служат графитовые стержни, а катодом — медный сосуд. Когда температура достигнет 210° и на аноде начнет образовываться фтор, электролит готов для переливания в камеру. Фтор можно обнаружить по его запаху и потрескиванию, получающемуся при соединении его с водородом, а также по его способности воспламенять светильный газ. Для регенерации электролита применяется методика, описанная выше.

РАБОТА ЯЧЕЙКИ

Нормальный вольтаж ячейки во время ее работы или при удалении воды во время приготовления электролита равен 10—20 в. Если ячейка поляризуется, то вольтаж повышают до 50 в и более, соответственно понижая при этом1 силу тока. В этот момент на графитовых электродах появляется светящийся разряд. Такую поляризацию нужно прервать, так как она разрушает электрод. Это делается немедленной переменой направления тока. Тенденцию к поляризации снижают, уменьшая плотность тока. Поляризация зависит от количества примесей в электролите. Если были взяты чистые реактивы и точно выполнялась описанная выше методика, то поляризация длится очень недолго (не более одного часа). Регенерированный электролит лучше, чем свежеприготовленный,

51. ФТОР

139

так как все примеси удаляются во время его приготовления и работы. Приготовление и предварительный электролиз электролита вне ячейки предохраняют электрод от коррозии, вызываемой поляризацией.

Как только фтористый водород будет удален из электролита, на дно ячейки осаждается фторид калия, и содержимое ячейки становится вязким. Для того чтобы поддерживать массу в расплавленном' состоянии, необходимо поднять температуру. При повышении температуры до 280—300° происходит излишняя потеря фтористого водорода, и электролит нужно регенерировать. Его вычерпывают из ячейки в холодную медную чашку и, когда он затвердеет, разбивают на небольшие кусочки.

Медь является наиболее дешевым и удобным материалом дл

страница 22
< 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
плетеные кашпо на теплом стане
Фирма Ренессанс каркас для лестницы из металла - всегда надежно, оперативно и качественно!
кресло ch 848
Супермаркет техники KNSneva.ru предлагает радиотелефон Панасоник - онлайн кредит во всех городах России.

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
(10.12.2016)