химический каталог




Неорганические синтезы. Сборник 1

Автор Е.А.Терентьева

0%.

ЛИТЕРАТУРА

1. Thomas, Depuls, Compt. rend., 143, 282 (1906).

58. ПЕРИОДАТЫ НАТРИЯ, КАЛИЯ И БАРИЯ

Периодаты щелочных металлов [1] лучше всего готовить окислением иодатов хлором [2]. Окисление можно также производить персульфатом [3], но последний метод хуже и рекомендуется только в тех случаях, когда нет готового источника хлора.

МЕТОДИКА

Иодат натрия. Иодат натрия является исходным веществом для синтеза всех описанных ниже соединений. Его можно быстро получить окислением иода избытком .(по крайней мере в 20%) хлората натрия.

125 г чистого хлората натрия растворяют при 45° в 500 мл воды. После подкисления 2 мл концентрированной азотной кислоты прибавляют 100 г иода. Смесь нагревают до начала реакции (до 50°, если раствор был

58. ПЕРИОДАТЫ НАТРИЯ. КАЛИЯ И БАРИЯ

163

подкислен правильно). Для того чтобы избежать потерь иода, горло колбы слегка прикрывают перевернутым стаканом. Если реакция пойдет слишком,' бурно, колбу нужно опустить в холодную воду. Полное окисление иода обычно требует 10—15 мин. Раствор иодата немедленно используется для окисления в периодат.

А. Парапериодат натрия (хлорный метод)

NaJOg -f 3NaOH + Cl2 —> Na2H3J06 -f 2NaCl (1) NaJOs + 4NaOH + Cl2 —> Na3H2J06 + 2NaCl + H20 (2)

Лучший выход получается в том случае, когда количества исходных веществ берутся согласно уравнению (2). При этих условиях образуется почти чистый Ыа3Н2тОб, хотя в небольших количествах могут присутствовать и другие соли.

К раствору иодата натрия, приготовленного из 100 г иода, прибавляют 140 г твердого едкого натра и 100— 200 мл воды.

Смесь нагревают до кипения и пропускают в нее сильный ток хлора, не допуская разбрызгивания. Лучше всего хлор пропускать через стеклянную трубочку с внутренним диаметром не меньше 1 см *, которая одновременно может служить ручной мешалкой. Лучший выход получается при сильном кипении и энергичном перемешивании. Реакция заканчивается, когда вся щелочь прореагирует и хлор перестанет поглощаться (через 10—15 мин).

Раствор слегка подщелачивают едким натром (для превращения Ыа2Н3ЛОб в менее растворимый Ыа3Н2тОб), охлаждают и фильтруют. Осадок несколько раз промывают холодной водой и сушат при 110°. Выход — около 225 г (97—98%). Содержание J207 — 62,2—62,8%; рассчитано для Na3H2J06 —62,23% **.

* Трубочка с меньшим диаметрам может засориться. ** Определение содержания j2o7 в периодатах производится следующим методом. К навеске приливают 20 мл воды и добавляют 5—10 капель 6 н. НС1 для ускорения растворения. Из кислоты такой концентрации1 хлор не выделяется. Раствор разбавляют до 100 мл, подщелачивают по фенолфталеину бурой, в качестве буфера добавляют смесь буры с борной кислотой и прибавляют избыток иоди-

11*

164

ГЛАВА VII

Б. Парапериодат натрия (персульфатныи метод*)

K2S208 + NaJOg -f 4NaOH —>¦ Na3H2J06 -f K2S04 + Na2S04 -f H20

К раствору иодата натрия, полученному из 100 г иода, постепенно прибавляют 40 г едкого натра **. После разбавления до 1200 мл раствор нагревают до кипения и при энергичном перемешивании механической мешалкой небольшими порциями добавляют 213 г персульфата калия, а затем 170 г едкого натра. Кипячение продолжают 15 мин. Раствор охлаждают до 40°, фильтруют через фильтр из пористого стекла (или декантируют); осадок промывают холодной водой. При охлаждении ниже 40° выкристаллизовывается большое количество сульфата. Осадок даже после многочисленных промываний обычно дает реакцию на сульфат. После сушки при 110° получают 223—227 г пер иодата, в котором содержится 94—97% чистой соли (чистота определяется по содержанию J2O7).

Метапериодат натрия

Na3H2J06 + 2HN03 —> NaJ04 + 2NaN03 +2Н20

На каждые 100 г ларапериодата натрия добавляют 200 мл воды и 55 мл концентрированной азотной кислоты (50% избытка). Если полученный раствор не прозрачен, то его фильтруют через аобест и упаривают на паровой бане до начала кристаллизации. Раствор охлаждают до 20° и фильтруют; осадок промывают холодной водой, центрифугируют и сушат при 110°. Он образует блестящие, прозрачные кристаллы. Если раствор охладить до слишком низкой температуры, то образуются белые кристаллы NaJ04 · ЗН20. Точка перехода 34,4° [1]. Раствор

стого калия [4]. В этих условиях периодаг восстанавливается в иодат. Выделяющийся иод титруют 0,1 и. растворам арсешта. Основность параиериодата натрия определяют титрованием кислотой после восстановления до иодата кипячением с нейтральным раствором перекиси водорода

Na3H2J06 + Н202 —> NaJ03 + 2NaOH + Н20 + 02

* Присутствие солей аммония вредит этой реакции. ** В результате окисления хлором, образующимся в процессе приготовления иодата, выпадает некоторое количество осадка.

58. ПЕРИОДАТЫ НАТРИЯ. КАЛИЯ И БАРИЯ

165

можно охладить и значительно ниже этой температуры, если в нем совершенно нет тригидрата.

Выход — 61 —62,1 г (84—86 %), чистота — 99,5—99,8%. Оставшийся периодат можно отделить от нитрата натрия добавлением нитрата калия, который осаждает периодат калия. Это дает дополнительно 10—12 г (13—15%).

Метапериодат калия. Это соединение можно получить с хорошим выходом окислением иодата хлором в щелочном растворе. Так как в щелочном растворе вместо нерастворимой соли KJO4 существует растворимая соль K4J2O9, то до полной нейтрализации щелочи осадка не выделяется.

Для приготовления метапериодата калия применяется та же методика, что и для парапериодата натрия; на 135 г иодата калия берется 195 г чистого едкого кали. Так как последний всегда содержит воду, то нужно знать его чистоту в процентах. Выход — около 180 г (98—99%), чистота — 99,5%.

Загрязненные остатки периодата можно легко извлечь добавлением нитрата калия к кислому раствору, как описано в методике приготовления метапериодата натрия.

Парапериодат бария

2Na3H„J06-f SBa(NOg)2 —j- BasH4(JOe)2 + 6NaN03

Периодат натрия, приготовленный из 100 г иода (около 225 г), суспендируют в 1 л кипящей воды, содержащей 10 мл концентрированной азотной кислоты (для увеличения растворимости периодата). Небольшой избыток (против рассчитанного по уравнению) нитрата бария (325 г) растворяют в горячей воде; раствор кипятят 1,5—2 часа при энергичном перемешивании. Затем раствор нейтрализуют гидроокисью бария и оставляют охлаждаться. Выкристаллизовавшийся периодат бария промывают несколько раз декантацией горячей водой (каждый раз перемешивая кристаллы) и затем промывают на воронке Бюхнера. Если соль окрашивает пламя горелки в желтый цвет, ее снова кипятят с раствором азотнокислого бария в присутствии азотной кислоты, как было указано выше.

Выход почти количественный. Хотя соль нельзя прямо проанализировать на J207 ввиду ее нерастворимости

166

ГЛАВА VII

в буферном растворе, ее чистота подтверждается косвенно приготовлением из нее йодной кислоты.

Парапериодат бария можно приготовить из мета-периодата калия, добавляя два эквивалента едкого кали и действуя затем так же, как и в случае с натриевой солью.

Если соль нужна для приготовления йодной кислоты, ее можно не высушивать.

ЛИТЕРАТУРА

1. Hill, J. Am. Chem. Soc, 50, 2678 (1928).

2. Langlols, Am. chim. phys., [3], 34, 257 (1852); Ann., 83, 153 (1852).

3. Mailer, Jacob, Z. anorg. chem., 82, 308 (1913).

4. Mailer, Wegelln, Z. anal. Chem., 52, 755 (1913).

59. ПЕРИОДНАЯ КИСЛОТА

Ba3H4(JOB)2 + 6HN03 —у 2H6JOe + 3Ba(N03)2

Из старых методов приготовления периодной кислоты (для получения больших ее количеств) лучшим является метод электролитического окисления йодноватой кислоты. Окисление осуществляется двуокисью свинца на аноде из платиновой пластинки с разбавленной азотной кислотой [1] в качестве катодной жидкости. Йодноватую кислоту для этой методики готовят электролитическим окислением иода [1].

Периодная кислота, приготовленная по этому методу, после хранения <в течение года часто содержит значительное количество йодноватой кислоты (даже если периодная кислота тщательно защищалась от света и пыли). Восстановление, повидимому, происходит благодаря следам платины, попавшим с электрода.

Следующий метод приготовления периодной кислоты применим к получению больших ее количеств; полученная этим способом кислота устойчива по крайней мере в течение нескольких лет. Метод основан на том, что нитрат бария нерастворим в азотной кислоте с удельным весом 1,42, в то время как периодная кислота хорошо в ней растворима.

Растворимость резко увеличивается при температурах выше 25°, причем растворимость в воде почти в десять

59. ПЕРИОДНАЯ КИСЛОТА

167

Таблица 12

Температура, °с HsJO,i в 100 мл, г H5JO„ в XXiz раствора, г

— 12 + 1 26 ± 0,05 5,68 7,82 3,95 5,41

раз больше растворимости в концентрированной азотной кислоте. Если сухой периодат бария обрабатывать концентрированной азотной кислотой, то образуется настолько мелкокристаллический нитрат бария, что его трудно фильтровать и промывать.

Этого можно избежать, взяв более разбавленную кислоту или обрабатывая влажную соль концентрированной кислотой.

МЕТОДИКА

100 г периодата бария смачивают 75 мл воды и обрабатывают 200 мл бесцветной * азотной кислоты (уд. вес 1,42). Смесь быстро перемешивают в течение одного часа при 60—70°, а затем охлаждают до 30—40°; нитрат бария отфильтровывают на фильтре из пористого стекла. Осадок промывают бесцветной концентрированной азотной кислотой до тех пор, пока не отмоют от периодата. Это лучше всего делать, тщательно перемешивая нитрат бария с кислотой. Фильтрат и промывную жидкость концентрируют при 60—70° в вакууме (водоструйный насос). Если раствор станет мутным вследствие образования некоторого количества нитрата бария или йодноватой кислоты, его фильтруют и осадок промывают азотной кислотой;

* Важно, чтобы кислота, применяющаяся в этом синтезе, не содержали раров окислов азота и азотистой кислоты,, которые восстанавливают периодную кислоту в йодноватую. Йодноватая кислота может также получиться, если температуру сразу поднять слишком высоко. Если, несмотря на предосторожности, образуется некоторое количество йодной кислоты, ее можно отделить от периодной кислоты перекристаллизацией из бесцветной концентриров

страница 27
< 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
индивидуальные склады москва
ралиаторы чугунные
сигнализация cenmax официальный сайт
купить стол на кухню раскладной недорого

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
(03.12.2016)