химический каталог




Неорганические синтезы. Сборник 1

Автор Е.А.Терентьева

я изготовления такой ячейки. Ячейки изготавливались и из других металлов (магний, никель и монельметалл). Коррозия сосуда и диафрагмы и образование некоторого количества фторидов меди в электролите не мешают работе. Однако после ряда регенераций электролита накапливается слишком много фторидов меди. В этом случае отработанный электролит нужно удалить и залить через медную сетку расплавленный свежеприготовленный электролит.

ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ ЯЧЕЙКИ

Как было найдено, выходы фтора составляют около 80%, с отклонениями +5%, зависящими от свежести электролита, его состояния и т. д. Не наблюдалось никаких заметных изменений выхода в зависимости от изменения силы тока (если падение силы тока не превышает 10 ?). Выходы определяли введением фтора в ток водорода, поглощением образовавшегося фтористого водорода фторидом натрия и последующим взвешиванием. Из фтора необходимо предварительно удалить фтористый водород.

Электрический разряд в месте соединения потоков фтора и водорода обеспечивал спокойное течение реакции.

Следующая таблица дает примеры отдельных подсчет тов производительности ячейки.

140

ГЛАВА VII

Таблица 11

Температура ячей- 259 267

267 280 278 268 260 Сила тока, а . . . 9,85 14,2 11,4 7,2 2,4 5,05 8,65

Напряжение, в . . 14 16 16 16 13 15,5 17

Выходы . ... 85 73 76 80 78 77· 80

Б. Получение фтора при умеренных температурах

2HF электролиз^ Н2 + F2

Приведенная ниже методика позволяет получать при 75° фтор, свободный от обычных примесей фторидов углерода и кремния.

Этот метод напоминает метод Лебо и Дамиенса [3,6] и отличается от него только в деталях (применение продажной безводной фтористоводородной кислоты и достижение более высокого предела концентрации, равного 43,4%).

МЕТОДИКА

Электролит, о котором более подробно будет сказано ниже, помещают в цилиндрический сосуд, служащий ячейкой (рис. 26). Этот сосуд, сделанный из листового монельметалла толщиной 0,3 см, имеет глубину 35 см и внутренний диаметр 10 см. Монельметалл можно заменить другим материалом, лучше всего сталью. Внутри сосуда имеется диафрагма, в которой собирается фтор; эта диафрагма поддерживается изнутри медной крышкой. Диафрагма изготовляется из медной трубки диаметром 5 см; она изолирована от крышки портландским цементом и вблизи основания имеет три отверстия общей площадью около 13,5 см2.

Отрезок трубки диаметром 0,6 см, проходящий через прокладку, служит одновременно для связи с анодом и для выхода фтора. Электродом служит кусочек листа никеля толщиной 0,008 см и площадью 75 см2, сверну-

51. ФТОР

141

тый в цилиндр. Он прикреплен винтами к центру медного диска, который является дном диафрагмы и плотно прикреплен к ней. Фтор в таком приборе выделяется на никеле, а не на меди. К крышке камеры прикрепляют медную трубку, служащую футляром для термометра.

Электролит делают из безводной фтористоводородной кислоты и технического бифторида калия. Применение чистой сухой соли имеет только незначительное преимущество, так как вода и нежелательные примеси быстро удаляются электролизом. После расплавления в камере 2 кг бифторида калия через раствор пропускают постоянный ток силой 12—16 а до тех пор, пока не начнет выделяться фтор. В качестве анода используют графитовый стержень длиной 2,5 см.

Процесс длится не более 3 час. В течение этого времени температуру жидкости поддерживают ниже 250°. Появление искр на электроде прекращают кратковременным прерыванием электрической цепи.

После этого добавляют фтористый водород к расплавленной соли. Для этого фтористый водород перегоняют с умеренной скоростью из цилиндра в расплав бифторида калия до тех пор, пока жидкость не будет содержать около 43,4% фтористого водорода.

Поглощение фтористого водорода происходит со значительным выделением тепла, поэтому если не регулировать скорость его добавления, поддерживая температуру раствора, близкую к температуре плавления, то можно потерять большую часть кислоты. Когда прибавлено

Рис. 26. Ячейка для получения фтора при умеренных температурах.

142

Глава Vii

достаточное количество фтористого водорода для повышения его молярной доли до 0,66, температуру понижают приблизительно до 72°.

При применении диафрагмы катодом! служит металлический сосуд из монельметалла. Если фторид калия был хорошо очищен, фтор начинает выделяться на никелевом электроде сразу же после включения тока. Ток берут от сети постоянного тока с напряжением 110 е и для регулирования силы тока включают в цепь ламповый реостат с одной лампой в 500 вт и двумя в 1000 вт.

Температуру электролита можно поднять до 150°, но это нежелательно, так как при испарении теряется значительное количество фтористого водорода и никелевый электрод корродирует быстрее. Наиболее приемлемой является температура 73—75°. Если не принять соответствующих мер, то при силе тока больше 8 о происходит слишком сильное разогревание ячейки. Для охлаждения применяют ток воздуха от электрического вентилятора, направленный на нижнюю часть металлического сосуда.

Чтобы свести до минимума число и силу взрывов, происходящих иногда в газовой камере над катодом, крышку сосуда нужно сделать так, чтобы она была прикреплена очень неплотно. Если оставить зазор 0,3 см, то сколько-нибудь серьезных взрывов не происходит; когда ячейка находится в нерабочем состоянии, этот зазор должен быть закрыт.

Если электролит в ячейке затвердеет, то его необходимо перед работой снова расплавить. При этом, прежде чем нагревать дно, нужно расплавить верхнюю часть твердого электролита. Если не принять этой предосторожности, то прибор может треснуть. Для нагревания ячейки можно приспособить круговую газовую горелку, у которой пламя направлено внутрь круга.

Во время электролиза, пока применяется небольшой ток, не требуется никакого нагревания.

Наблюдалось, что после того как генератор работал в течение нескольких часов, электролит расплавлялся неполностью, хотя температура поднималась до 75° и выше. Твердая часть состоит из бифторида калия; его присутствие указывает на то, что фтористый водород нужно

si. фтор

143

снова пропускать в раствор, пока содержание HF в растворе не достигнет ~43,4%. Диафрагма служит хорошим барботером.

При токе силой 12 а этот прибор дает выходы 60—84% (в среднем около 72%). Потери являются следствием коррозии никеля и, вероятно, потерь фтора, поднимающегося в катодной камере выше, чем в диафрагме. Улучшение конструкции отверстий диафрагмы может увеличить эффективность процесса. Объем полученного газа можно измерить, собирая его в сосуд известной емкости, к которому присоединен манометр для определения давления.

Фтор, приготовленный таким способом, относительно чист. Найдено, что после того как пары фтористого водорода поглощены фторидом натрия, проба газа в стеклянном пузырьке поглощается ртутью на 98%.

Фтористый водород можно отделить от фтора поглощением сухим фторидом калия, фторидом натрия или пропусканием газа через ловушку, охлаждаемую жидким кислородом. Вероятно, последний метод наиболее эффективен. Если используется одна из солей, то нужно, чтобы она была чистой и сухой. Влага вводит во фтор кислород, а хлориды приводят к загрязнению фтора хлором.

Сосуд, в котором фтор хранится при комнатной температуре, может быть сделан из металлов — платины, меди, никеля, магния, стали, латуни, монельметалла или мельхиора. Большинство из них покрывается пленкой фторида, которая предохраняет металл от дальнейшей коррозии. Если же металл соприкасается не только со фтором, но также и с жидкостью, такой, как вода или фтористый водород, коррозия уже может причинять вред. Платина в таких условиях не корродируется.

Если имеют дело только с газообразным фтором, то можно с успехом применять латунные вентили, но и их прокладка в конце концов разрушается. При сборке прибора лучше всего пользоваться сваркой, медным или серебряным припоем. Припой из свинца или олова быстро разрушается.

Подобной установкой можно пользоваться для производственных целей в течении 18 месяцев.

144

Г.ЛАВА VII

Однако никогда ячейка не работала более нескольких часов без перерыва. Единственным ремонтом, который производили довольно регулярно, была замена никелевого анода.

ЛИТЕРАТУРА

1. Cady, J. Am. Chem. Soc, 56, 1431 (1934).

2. Moissan, Compt. rend., 102, 1543, 1886; 103, 202, 256 (1886).

3. Lebeau, Damiens, Compt. rend., 181, 917 (1925).

4. Argo, Mathers, Humiston, Anderson, Trans. Am. Electrochem. Soc,

35, 335 (1919); J. Phys. Chem., 23, 348 (1919).

5. Simons, J. Am. Chem. Soc, 46, 2175 (1924).

6. Lebeau, Bull. soc. encour. ind. nat., 139, 15 (1927).

52. ХЛОРИСТЫЙ ВОДОРОД

НС1(водн.) -f H2S04 —> HCl + H2S04(boah.)

Газообразный хлористый водород обычно готовят в лаборатории действием концентрированной серной кислоты на хлорид натрия или концентрированную соляную кислоту. Приводимая ниже методика является весьма удобной [1].

МЕТОДИКА

Прибор для получения хлористого водорода показан на рис. 27 и 28. К концу небольшой капельной воронки А припаян капилляр длиной 40 см, опущенный в делительную воронку емкостью 1 л. Капилляр заполняется кислотой и создает гидростатическое давление, необходимое для подачи соляной кислоты в серную. Капилляр обеспечивает также легкое регулирование и равномерный ток газа.

Для получения газообразного хлористого водорода нужно в большую делительную воронку налить соответствующее количество (например, 200 мл) концентрированной серной кислоты, поднять маленькую воронку на такую высоту, чтобы капилляр оказался непосредственно над поверхностью серной кислоты, заполнить капилляр соляной кислотой, опустить его в серную кислоту и отрегулировать ток газа подачей соляной кислоты. Прибор даже при сильном токе газа совершенно не нагревается.

52. хлористый водород

145

Кроме того, почти нет опасности разбрызгивания серной кислоты. После того как прибавлен объем соляной кислоты, равный объему серной (100 мл соляной кислоты дают 32,7 г НО), процесс нужно остановить, вылить разбавленную

страница 23
< 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
заказать форму волейбольную
Корректировка спидометра Renault
хранение dvd дисков
где учат на делопроизводителя в иваново

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
(06.12.2016)