химический каталог




Неорганические синтезы. Сборник 2

Автор М.М.Богословский, Е.А.Терентьева

ЛАВА III

нической мешалкой; раствор охлаждают водой до температуры ниже 25°. Источник тока напряжением в 6—8 в соединяют через реостат с амперметром. Во время электролиза поддерживают плотность тока, равную 0,04— 0,06 а/см2 площади катода (1—2 а). Электролиз продолжают до тех пор, пока раствор не перестанет окрашивать лакмусовую бумагу, что укажет на присутствие соли европия (2) (через 1 —2 часа). Далее электролит декантируют и амальгаму промывают водой. При контакте амальгамы с водой в течение 1—2 час. весь калий, находящийся в амальгаме, практически превращается в гидроокись. Во время этого процесса медленно выделяется водород. Если некоторая часть европия прореагирует с водой, то появится гидроокись, которую можно отфильтровать.

Если амальгама, освобожденная от калия, содержит более 1,38% европия, то образуется твердый кристаллический сплав HgioEu, который можно фильтровать через стеклянный фильтр *.

СВОЙСТВА

При обработке жидкой или твердой амальгамы соляной или уксусной кислотой выделяется водород и образуется зеленовато-желтый раствор хлорида или ацетата европия. Такие растворы являются хорошими восстановителями [3], они интенсивно окрашивают лакмусовую бумагу. Ион европия (2) превращается окислителями, такими, как перекись водорода, в почти бесцветный ион европия (3).

Чистоту полученного европия можно определить по спектру поглощения. В слое толщиной 5—10 см разбавленного раствора соли европия (3) видны две четкие линии около 4650—5350 ?.. Солянокислый раствор дает линии приблизительно той же интенсивности. В растворе ацетата последняя линия приблизительно так же сильна,

* Перегонка твердой или жидкой амальгамы европия в высоком вакууме дает твердый сплав другого состава Hg2Eu3, который вполне устойчив при красном калении. Дальнейшим нагреванием этого сплава не удается получить металлического европия, так как последний улетучивается в высоком вакууме при температуре разложения сплава.

18. АМАЛЬГАМА ЕВРОПИЯ

69

как и в солянокислом растворе, но линия 4650 А значительно усилена. В концентрированных растворах, содержащих европий (3), имеется также несколько более слабых линий [4]. Растворы солей европия (2) не имеют характерных полос поглощения [3] в видимой части спектра, но обнаруживают интенсивное поглощение в области с длинами волн меньше 4600 А.

Чистоту европия можно проверять также иодометри-ческп [3] титрованием хлорида европия (2), приготовленного из определенной навески окисла.

Б. Отделение европия от других редкоземельных элементов

МЕТОДИКА

Из частично очищенной смеси редкоземельных элементов, содержащей 5 или более процентов европия, можно быстро выделить в виде амальгам европий, практически свободный ог других редкоземельных элементов [5].

В практике иттербий, который тоже образует амальгаму, не принимают во внимание, так как его можно удалить на более ранней стадии разделения редкоземельных элементов [6]. Самарий не мешает, если электролиз остановить в момент, когда раствор становится нейтральным по лакмусу.

Исходный ацетат-цитрат редкоземельных элементов готовят из сырого материала так, как описано в разделе А для чистого соединения европия. Электролитическую ячейку можно увеличить до любых размеров, в зависимости от количества раствора. Электролиз проводят при условиях, описанных в разделе А.

ЛИТЕРАТУРА

1. Неорганические синтезы, сб. 1, Издатинлит, 1951, стр. 19.

2. Hopkins, Audrieth, Trans. Am. Electrochem. Soc, 66, 135 (1934).

3. McCoy, J. Am. Chem. Soc, 58, 1577 (1936); 59, 1131 (1937); 61,

2455 (1939).

4. Friend, Inorganic Chemistry, vol. 4, p. 289, London, 1921.

5. Marsh, J. Chem. Soc, 1937, 1367.

6. McCoy, J. Am. Chem. Soc, 63, 3432 (1941); 63, 1622 (1941).

70

ГЛАВА III

19. СОЛИ ЕВРОПИЯ (2)

Восстановление европия (3) в европий (2) производится легко в редукторе Джонса [1] или более сложным методом — при действии водорода на хлорид европия при 700° [2]. Ниже дается описание методик приготовления сульфата европия (2), карбоната европия (2) и хлорида европия (2). Хорошо высушенные соли европия почти не окисляются сухим воздухом, и поэтому их удобно сохранять и использовать для синтезов. Первая методика основана на приготовлении нерастворимого сульфата европия (2) из соединений европия (3), восстановленных в редукторе Джонса. Вторая операция основана на превращении сульфата европия (2) в карбонат по схеме

EuS04 4- Na2C03 ~* EuC03 4- Na2S04.

Третья операция — получение хлорида европия (2) —заключается в обработке сухого хлорида европия (3) в кварцевой лодочке при 700° приблизительно эквимолекулярной смесью сухого водорода и хлористого водорода.

МЕТОДИКА

А. Сульфат европия (2)

2Еи+ + + 4- Zn—>-2Eu++ 4-Zn+ + Eu+ + 4- SO~~ —у EuS04

Около 3,5 г окисла европия, Eu203, растворяют в 5,4 мл 6М НС1, при разбавлении получают около 200 мл 0,10 ? раствора хлорида европия (3). Редуктор Джонса состоит из колонки высотой 40 см и диаметром 2 см, содержащей амальгамированный цинк *, измельченный до 20—30 меш. Перед работой колонку промывают кислотой. В колонке оставляют такое количество кислоты, чтобы она только покрыла цинк. Затем выходное отверстие редуктора опускают в 50 мл 8 н. серной кислоты, находящейся в стакане емкостью 600 мл, покрытом кружком из фильтровальной бумаги. Воздух из стакана удаляют углекисло-

• Амальгированный цинк должен содержать 1% ртути. Для этого ва 300 г цинка следует взять 6? мл насыщенного раствора сулемы ?>0,25??) [3].

19. СОЛИ ЕВРОПИЯ (2)

71

той. Раствор хлорида европия (3) медленно (со скоростью 2 мл/мин) пропускают через редуктор, а затем последний промывают 150 мл 0,10 ? раствора соляной кислоты. Сперва образуется белый осадок <г-модифи-кации сульфата европия (2) в виде перьев или пучков. Смесь нагревают в атмосфере углекислоты до 80°, при этом й-форма превращается в более устойчивую ?-форму, плотную и кристаллическую, осаждающуюся в виде компактной массы.

Р-Форма, в отличие от й-формы, только слегка растворяется в разбавленной серной кислоте. Смесь, содержащую плотный белый сульфат европия (2), охлаждают и фильтруют. Осадок промывают разбавленной соляной кислотой, а затем несколькими миллилитрами метилового спирта, содержащего соляную кислоту. Фильтрование проводят на воздухе. Полученное вещество сушат при 75°. Выход 4,4 г (90%). Титрование раствором сульфата железа (3) и перманганатом калия в кислой среде показывает, что вещество содержит 99,7% EuS04.

Б. Карбонат европия (2)

EuS04 + Н2С03 —>- Na2S04 + EuCOg

К 300 мл кипящего * раствора, нормального по отношению к карбонату натрия и 0,4 н. по отношению к едкому натру (12,6 г NaHC03-f- 10,8 г NaOH), постепенно прибавляют около 5 г сухого сульфата европия (2), приготовленного по описанному выше способу. Сразу после прибавления сульфата европия (2) смесь темнеет, но при кипячении темный цвет исчезает и образуется лимонно-желтый плотный кристаллический осадок карбоната ** европия (2). Последний фильтруют и сушат на воздухе. Выход 90%. Иодометрическое титрование показывает, что полученное вещество содержит почти 100% EuC03.

* При кипячении удаляется растворенный кислород, который энергично окисляет европий (2).

** При обработке больших количеств требуется удаление первых порций образующихся сульфат-ионов и добавление к раствору новой порции карбоната.

72

ГЛАВА III

В. Хлорид европия (2)

EuClj + ~ Н2 —>- EuClj + HCl

Около 3 г сухого хлорида европия (3) [4] вводят в кварцевой лодочке * в трубку из прозрачного кварца **. Трубку помещают в электрическую печь, через нее пропускают ток водорода и хлористого водорода (в отношении 1:1); температуру поднимают в течение 20 мин. до 120°, а затем в течение часа—до 700°. Нагревание при 700° продолжают в течение 2 час, после чего печь выключают, а когда печь остынет, смесь водорода и хлористого водорода вытесняют из системы азотом, высушенным пропусканием над пятиокисью фосфора или окисью бария.

Рис. 3. Прибор для получения хлорида европия (2).

На рис. 3 изображена схема прибора для получения хлорида европия.

Скорость тока водорода или азота регулируется кранами, как показано на рисунке. Хлористый водород получают, прикапывая насыщенный раствор хлорида натрия к концентрированной серной кислоте [5]. Водород вводят в печь, пропуская его через промывную склянку с концентрированной серной кислотой со скоростью 1 пузырька в секунду, а затем скорость образования газообразного хлористого водорода регулируют таким образом, чтобы

* Платана не подходит, так как она сильнее, чем кварц, подвергается воздействию расплавленной соли.

? **. Можно, .-взйт-ь трубку для . сояркения из тугоплавкого стекла

пирекс. "*" .. ., .··...·,.

19. СОЛИ ЕВРОПИЯ (2)

73

смесь газов проходила через склянку со скоростью двух пузырьков в секунду. Газы осушают пропусканием через ловушку со свежеприготовленным плавленым хлоридом .кальция, погруженную в баню, охлаждаемую смесью твердой углекислоты и спирта. Температуру печи измеряют термопарой, обернутой асбестовой бумагой и помещенной между корпусом печки и кварцевой трубкой. Выход хлорида европия 100%. Приготовленный этим методом хлорид европия настолько чист, что его можно применять для определения атомного веса европия.

СВОЙСТВА

Сульфат европия (2) — белая мелкокристаллическая соль с удельным весом 4,98 при 25°, изоморфна с сульфатом стронция и бария и только слегка растворима в воде.

Карбонат европия (2) окрашен в лимонно-желтый цвет и представляет собой плотную крупнокристаллическую соль, нерастворимую в воде, но растворяющуюся в соляной кислоте. Из этого соединения, действуя соответствующей кислотой, можно получить почти любую соль европия (2).

Хлорид европия (2) — белое твердое вещество, имеющее синеватый оттенок. Удельный вес 4,87 при 25°.

ЛИТЕРАТУРА

1. McCoy, J. Am. Chem. Soc, 57, 1756 (1935); 58, 1577, 2279 (1936).

2. Baxter, Truemmler, J. Am. Chem. Soc, 59, 1131 (1937); 60, 602

(1938).

3. Strone, Hume, Ind. Eng. Chem., Anal. Ed., 11, 598 (1939).

4. Неорганические синтезы, сб. 1, Издатинлит, 1951, стр. 31.

5. Неорганические синтезы, с

страница 12
< 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

Скачать книгу "Неорганические синтезы. Сборник 2" (2.11Mb)


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

 

 

Реклама
шашки для такси на крышу
наколенники макдэвид
матрас 180х200
дикая мята 2017 участники

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
(30.03.2017)