химический каталог




Неорганические синтезы. Сборник 2

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

и раствор упаривают до 2—3 л, разбавляют до объема приблизительно 8 л, нагревают до кипения и снова декантируют. К объединенным осадкам добавляют 6 л воды, смесь нагревают почти до кипения и жидкость, находящуюся над осадком, декантируют. Осадок отсасывают как можно лучше на воронке Бюхнера и промывные воды прибавляют к основному раствору, содержащему другие редкоземельные элементы. Затем оставшиеся кусочки мрамора можно выбрать из осадка или удалить тщательным промыванием разбавленной азотной кислотой.

Пробу на полноту извлечения церия производят следующим образом: каплю раствора подкисляют азотной кислотой, прибавляют несколько капель 3-процентного раствора перекиси водорода и аммиака. Появление осадка, окрашенного в цвета от желтого до оранжевого, указывает на присутствие церия [6]. Если необходимо полное извлечение церия, то повторяют обработку раствора *. В этом случае перед продолжением извлечения церия из раствора необходимо проверить, присутствует ли в нем избыток бромата. Если при нагревании 1 мл раствора с несколькими кристаллами щавелевой кислоты появляются пары брома, то это указывает на избыток бромата. В случае необходимости добавляют к основному раствору еще некоторое количество бромата калия **.

Б. Выделение церия

2Ce(OH)x(N03)4_x + (4-x)Na2C03 —->¦ Ce2(OH)2x(C03)4_x + 2(4-x)NaN03 Се2(ОН)2х(С03)4_х + 6HNO, + Н202—^ —^2Ce(N03)3 + 02 + (4 + х)Н20 + (4 - х)С02 50 г влажного основного нитрата церия кипятят с 200 мл 3 н. раствора соды, жидкость декантируют и

* Если в дальнейшем имеют в виду выделять из раствора це-риевую и иттриевую подгруппы методом двойных сульфатов, то нет необходимости удалять следы церия, так как он серьезно не мешает фракционированию двойных магниевых нитратов цериевой группы. Однако существенно, чтобы церня в броматных сериях не было.

** Из раствора, освобожденного от церия, редкоземельные элементы можно осадить в виде оксалатов, как описано выше (см. синтез 13Б).

15. ДРОБНАЯ КРИСТАЛЛИЗАЦИЯ

53

осадок промывают 50 мл воды. Осадок быстро растворяют в концентрированной (16 н.) азотной кислоте с прибавлением достаточного количества 3-процентного раствора перекиси водорода для восстановления церия (4) в церий (3). Раствор после упаривания до 75 мл, при. проверке ручным спектроскопом слоя жидкости толщиной 5 см, не должен давать абсорбционных спектров редкоземельных элементов. Если линии церия заметны и желательно приготовить более чистый церий, то всю массу основного нитрата кипятят с раствором соды, растворяют в азотной кислоте и производят повторное осаждение основного нитрата по описанной выше методике.

ЛИТЕРАТУРА

1. Von Knorre, ?. angew. Chem., 10, 717 (1897).

2. Neckcs, Krewers, J. Am. Chem. Soc., 50, 955 (1928).

3. Roberts, Am. J. Sci., [5], 31, 350 (1911).

4. James, J. Am. Chem. Soc, 33. 1326 (1911): 34, 757 (1912).

5. Smith, Cenc Sulfaie, p. 14, Ohio, 1933; Cerate Oxidimetry,

pp. 3—5, Ohio, 1942.

6. Писаржевский, ?. anorg. allgem. Chem., 31, 359 (1900).

15. ДРОБНАЯ КРИСТАЛЛИЗАЦИЯ

Двойные нитраты магния и редкоземельных элементов [1]

2(R.E.)(N03)3 + 3Mg(N03)2 + 24НаО —> —>2(R.E.)(N03)3 - 3Mg(N03)2 · 24Н20

Наиболее распространенным методом разделения редкоземельных элементов является дробная кристаллизация. Этот метод основан на незначительной разнице в растворимости в ряду простых или двойных солей этих элементов. Для фракционирования пригодны те соли, которые не слишком легко и не слишком трудно растворимы: они должны иметь заметный температурный коэффициент растворимости и должны быть устойчивы при повторяющихся нагреваниях и охлаждениях. Двойные нитраты магния и редкоземельных элементов наиболее часто применяются для разделения элементов церие-вой подгруппы, а броматы — для разделения элементов иттриевой подгруппы.

54

ГЛАВА III

МЕТОДИКА А. Приготовление серий

В 6-литровую чашку помещают 3500 г смеси окислов редкоземельных элементов, освобожденных от церия, и смачивают водой. Полученную густую пасту обрабатывают 4,2 л концентрированной азотной кислоты, добавляя ее небольшими порциями *, и нагревают до растворения. После этого прибавляют нитрат магния в виде кристаллов Mg(N03)2 · 6Н20 (810 г), растворенных в 1,5 л воды. (Если, однако, нужно приготовить несколько серий, то лучше взять 420 г окиси магния, замешать ее с водой в виде пасты, растворить в концентрированной азотной кислоте [2] (1,4 л) и приливать полученный раствор к раствору, содержащему редкоземельные элементы.) До деления раствора на начальные фракции его хорошо перемешивают и концентрируют выпариванием на горячей плитке или на горелке.

Затем раствор упаривают приблизительно до 4,5 л осторожным кипячением или продуванием тока воздуха над поверхностью нагреваемого раствора и оставляют охлаждаться. Выпадают кристаллы. Жидкость сливают с них в другую чашку и снова выпаривают. К кристаллам прибавляют около 200 мл воды, и чашку нагревают до их растворения. Полученный раствор переливают в 2-литровую колбу из стекла пирекс, а остаток в чашке споласкивают туда же. Колбу обозначают ** как фракцию 1. Из оставшегося раствора, содержащего редкоземельные элементы, таким же образом извлекают дальнейшие фракции, каждую из которых переносят в колбу емкостью в 2 л и последовательно называют 2, 3 и т. д. Последний раствор, который будет иметь объем, равный

* При прибавлении концентрированной азотной кислоты следует соблюдать осторожность и хорошо перемешивать раствор, так как при этом выделяется большое количество тепла и происходит местное вскипание и вспенивание.

** Если фракционируют несколько серий, то их необходимо обозначить по-разному. Это обычно делают при помощи букв или комбинации букв. Так, первая фракция, полученная, как описано выше, будет обозначена как А1, где А обозначает название серии, а 1 — номер фракции.

15. ДРОБНАЯ КРИСТАЛЛИЗАЦИЯ

55

200 мл, даст фракцию с высшим номером. Теперь серии будут состоять из фракций от 1 до 7; все они должны быть почти равного объема, за исключением последней.

Б. Дробная кристаллизация

В то время как серии получают извлечением относительно небольших количеств кристаллов из маточной жидкости, дальнейшее фракционирование материала лучше производить сливанием небольших количеств жидкости с больших количеств кристаллов. Для большей эффективности процесса все промежуточные фракции (за исключением наименее и наиболее растворимых) должны быть почти одинакового объема, а охлажденные жидкости должны занимать объем, равный ?—Vs объема кристаллов *. Если объемы различных фракций не отвечают этим требованиям, то пропорцию жидкости нужно отрегулировать добавлением воды и повторным растворением фракции или растворением фракции и упариванием раствора.

После этой обработки серии готовы для дробной кристаллизации.

Начиная с фракции, следующей за наиболее растворимой (в данном случае О), маточную жидкость сливают в наиболее растворимую фракцию, а кристаллы оставляют высушиваться. Затем маточный раствор фракции 5 переливают в кристаллы фракции 6, маточный раствор фракции 4 — в кристаллы 5 и т. д. до тех пор, пока раствор фракции 1 не будет перелит в кристаллы фракции 2. Так проводится первая стадия фракционирования **. Так как фракция 1 оказалась теперь сухой, к ней можно добавить еще растворителя ***. Объем раствори-

* Масса кристаллов в жидкой фракции должна всегда занимать меньше половины объема стакана, иначе вследствие повторяющихся нагреваний и охлаждений стакан может лопнуть.

** Запись наиболее удобно вести, считая эти стадии операций, а не общее число операций с отдельными фракциями.

*** Растворителем в случае средней смеси цериевой группы является вода, но после того, как основная масса лантана-празеодима извлечена, лучше брать 6 н. HNO3, которая понижает растворимость наиболее растворимых кристаллов.

56

ГЛАВА HI

теля должен быть несколько меньше, чем количество раствора, которое сливают из этой фракции в следующую фракцию.

Теперь все фракции помещают на треножники, покрытые сетками, и нагревают отдельными газовыми' горелками (или лучше на большой стальной плите 50 X 50 см, покрытой листом асбеста и нагреваемой восемью горелками) ; кристаллы полностью растворяются. При растворении кристаллов необходимо соблюдать осторожность, так как часто образуется горячий, более концентрированный слой жидкости на дне чашки, который неожиданно смешивается с верхним слоем, что часто вызывает бурное выбрасывание содержимого из чашки. Чтобы избежать этого, а кроме того, чтобы разбить кристаллы и тем ускорить их растворение, фракции при нагревании нужно осторожно * перемешивать. Когда кристаллы растворены, чашки с фракциями снимают с горелок и оставляют кристаллизоваться на ночь. Вообще, если фракции велики, то за один день можно провести только одну серию кристаллизации.

В ходе кристаллизации менее растворимая фракция будет уменьшаться в объеме, промежуточные фракции будут оставаться неизмененными, а более растворимые будут увеличиваться в объеме благодаря постоянному прибавлению к ним жидкости. Последние фракции следует периодически выпаривать или оставлять испаряться на воздухе до такого объема жидкости, после охлаждения которого получатся желаемый объем кристаллов и нужное отношение раствора к кристаллам. Когда требуемое соотношение количества жидкости и кристаллов достигнуто, к серии добавляют еще одну чашку, которая получает следующий номер, и в нее вливают маточный раствор из последней чашки.

Если, как часто случается в процессе кристаллизации серий, наиболее растворимая фракция будет заметно отличаться по внешнему виду от жидкости, которая по

* Во время этих операций рекомендуется предохранять руки, обертывая их полотенцем или надевая плотные перчатки, иначе можно их обжечь горячим раствором. Также необходимо иметь под рукой запасные фарфоровые чашки диаметром 20—25 см иа случай растрескивания чашек с кристаллами.

15. ДРОБНАЯ КРИСТАЛЛИЗАЦИЯ

57

порядку должна быть прилита к ней из предыдущей фракции, то ее лучше не приливать, как это делалось обычно. Вместо этого число наиболее растворимых фракций мож

страница 9
< 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
обучение проектирование холодильного оборудования
подбор магнитолы по марке автомобиля
низкие обувницы купить
футбольные бутсы дешево

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
(19.01.2017)