PL60256B1 - - Google Patents

Description

Pierwszenstwo: Opublikowano: 08.Y.1967 (P 120 426) 30.Y.1970 60256 KI. 12 i, 25/26 MKP C 01 b, 25/26 UKlD 661,632 + +'661.635 + + 661.8... 454A458 Wspóltwórcy wynalazku: dr inz. Piotr Szota, prof. dr inz. Zdzislaw So- kalski Wlasciciel patentu: Politechnika Slaska im. W. Pstrowskiego (Katedra Chemii Fizycznej), Gliwice (Polska) Sposób wytwarzania fosforanu sodowo-torowego lub potasowo-torowego o konsystencji galarety Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania fosforanu sodowo-torowego lub potasowo-torowego o konsystencji galarety.Znane sa sposoby wytwarzania uwodnionych ga¬ laret i zefli galaretowatych zarówno z wodnych roz¬ tworów niektórych substancji organicznych, jak tez z wodnych roztworów substancji nieorganicz¬ nych jak np. przez dzialanie kwasami nieorganicz¬ nymi na wodne roztwory metakrzemianu sodu, przy koagulacji siarki silnie shydratyzowanymi jonami litu i sodu, czy tez przez dzialanie wodnego roztwo¬ ru octanu baru na wodny roztwór siarczanu man¬ ganu. Znane tez sa reakcje tworzenia zelowatych osadów przez same zwiazki torowe, jak i fosforano¬ we, ale zele te nie wiaza srodowiska reakcji w for¬ me trwalych galaret lecz z wodnym srodowiskiem reakcji tworza najczesciej uklady dwufazowe. Zele takie nie sa przezroczyste, sa slabo uwodnione i mozna je ze srodowiska reakcyjnego wydzielic.Znane sa takze metody otrzymywania slabo uwod¬ nionych, nieprzezroczystych, trudno rozpuszczalnych w wodzie zeli czy tez mniej lub bardziej krystalicz¬ nych osadów w reakcjach soli torowych z kwasny¬ mi fosforanami sodowymi. Wiekszosc z wymienio¬ nych galaret mozna otrzymywac w postaci mniej lub bardziej przezroczystej i trwalej tylko w tempe¬ raturach ponizej 30°C. Wiekszosc z nich ulega tikso¬ tropii i uplyninieniu jiuz w temperaturze pokojowej.Ponizej 30°C .galarety organiczne przechodza w stan 10 15 20 30 plynny, a uklady nieorganiczne ulegaja tiksotropii i nie sa trwale.W znanej reakcji soli torowych i kwasnego fosfo¬ ranu sodowego nie otrzymywano dotychczas jedno¬ fazowych, przezroczystych silnie uwodnionych i trwalych galaret. Otrzymywano natomiast dwufa¬ zowe uklady, z których po odsaczeniu wody uzyski¬ wano biale, nieprzezroczyste, slabo uwodnione, ze- lowate nie rozpuszczalne w wodzie osady. Woda sta¬ nowila tu tylko srodowisko reakcji i nie brala udzialu w procesie oraz nie wchodzila w sklad kon¬ cowego produktu. Produkty koncowe mialy postac nieuporzadkowanych przestrzennie, zelowatych lub krystalicznych osadów.Celem wynalazku bylo opracowanie sposobu otrzymywania puzezroczyistych, uporzadkowanych przestrzennie, silnie uwodnionych, odpornych na wstrzasy, nie ulegajacych tiksotropii ani synerezie i nie uplynniajacych sie w temperaturze 100°C ga¬ laret fosforanowo-torowych oraz tychze galaret mo¬ dyfikowanych róznymi kationami.Cel ten osiagnieto przez wytypowanie odpowied¬ niej soli torowej, odpowiednich fosforanów i innych soli do wytwarzania galaret modyfikowanych, jak tez przez dobranie odpowiednich stezen, stosunków objetosciowych i pH srodowiska, oraz przez pro¬ wadzenie procesu przejscia zolu ze stanu cieklego w stan staly w taki sposób, aby w koncowym efek¬ cie uzyskac produkt jednorodny, przezroczysty i trwaly, usieciowany przestrzennie, nie ulegajacy 602563 tiksotropii i uplynnieniu nawet w temperaturze wrzenia wody.Sposobem wedlug wynalazku do dwóch objetosci 1 normalnego wodnego roztworu azotanu toru wpro¬ wadza sie jedna objetosc 0,5 normalnego wodnego roztworu fosforanu jedno-lulb'dwusodowego czy po¬ tasowego i zakwasza sie kilku kroplami kwasu azo¬ towego do uzyskania pH srodowiska ponizej 2. Ca¬ losc intensywnie sie homogenizuje az do zaniku bialej Opalescencji i pozostawia w spokoju w tem¬ peraturze pokojowej. Obserwuje sie wówczas szyb¬ ki wzrost, przezroczystosci i wzrost lepkosci tak, ze w czasie 25—30 minut uklad zupelnie zestala sie tworzac przezroczysta, bezbarwna, jednofazowa ga¬ larete. Calosc wody zawartej w roztworach wyj¬ sciowych bierze udzial w procesie tworzenia opi¬ sanych galaret i wchodzi w sklad produktu konco¬ wego, który zawiera ponad 90% wody zwiazanej.Galarety otrzymane sposobem wedlug wynalazku sa odporne na dlugotrwale wstrzasy mechaniczne, na wielogodzinne utrzymywanie ich w temperatu¬ rze wrzenia wody i trudno ulegaja synerezie.Odmiana sposobu wedlug wynalazku polega na tym, ze czesc roztworu azotanu toru zastepuje sie roztworem azotanu innego kationu o tym samym stezeniu np. roztworem azotanu baru, strontu, niklu, kobaltu, miedzi, srebra, olowiu lub manganu.Otrzymuje sie wówczas jednofazowe, przezroczyste, trwale galardty trój- i wieloskladnikowe, (których wlasnosci elastyczne i wytrzymalosciowe zaleza od charakteru trzeciego skladnika. Takie kationy, jak Sr2+, Ba2+, Min2+, Pfo2+, Cu2+, Co2+, Mg2+ przy¬ spieszaja zestalanie i polepszaja wlasnosci me¬ chaniczne opisanych galaret, natomiast kationy takie, jak Ag+, Al8+, Fe8+ opózniaja zestalanie i wplywaja na pogorszenie wlasnosci elastycznych i wytrzymalosciowych w stosunku do galaret nie modyfikowanych. iNajbardizdej zestalajace sie, bo w ciagu 10 mi¬ nut i najbardziej sprezyste i wytrzymale na wstrza¬ sy i zgniatanie galarety otrzymuje sie przy mody¬ fikacji ukladu jonami Sr2+. Najdluzej zestalaja sie, bo w ciagu 60 minut uklady modyfikowane jo- . nami Fe8+, przy czym galarety takie sa pólplynne i nialo odporne na wstrzasy i zgniatanie.Przy wprowadzaniu do ukladu nawet malych ilosci jonów CN— lub CNS— galarety nie tworza sie.Dobrze wyksztalcone, przezroczyste, trwale ga¬ larety trój^ i wieloskladnikowe otrzymuje sie wów¬ czas, gdy stosunek objetosciowy roztworu azotanu toru do roztworów azotanów innych metali wynosi co najmniej 3:1.Stosunek objetosciowy roztworów wyjsciowych przy otrzymywaniu galaret modyfikowanych jed¬ nym skladnikiem winien wynosic: Th(N03)4 : Na2HP04 : Me(N03)x = 3:2:1 gdzie Me oznacza kation trzeciego skladnika x oznacza wartosciowosc tego kationu.Modyfikujac galarety dwuskladnikowe przez wbu¬ dowywanie w ich siec przestrzenna takich katio¬ nów, jak nikiel, kobalt, miedz czy mangan, otrzy¬ muje sie galarety przezroczyste, intensywnie za¬ barwione. Mozna tez zabarwiac galarety bezbarwne przez wprowadzanie w ich sklad malych ilosci wod- 25 60256 4 nych roztworów kwasnych barwników organicz¬ nych.Wymienione galarety moga miec zastosowanie - miedzy innymi jako diafragmy przy badaniu pro- 5 cesów fizykochemicznych i technologicznych, w pro¬ cesach elektrochemicznych, lub jako sita moleku¬ larne.Przy prowadzeniu "procesu w srodowisku, którego pH wynosi powyzej 2 galarety nie tworza sie lecz 10 wydziela sie osad i uklad rozwarstwia sie na dwie oddzielne fazy. To samo dotyczy nizszych stezen substratów przy zachowaniu opisanych stosunków objetosciowych. Przy stezeniach wyzszych tworza sie uklady nie przezroczyste, zelowate, nie upo- 15 rzadkowane przestrzennie, nietrwale, nie mogace sluzyc jako diafragmy przy badaniach procesów fizykochemicznych.Sposób wedlug wynalazku objasniaja nastepuja¬ ce przyklady: 20 Przyklad I. Fosforan sodowo-torowy lub po- tasowo-torowy nie modyfikowany o konsystencji galarety otrzymuje sie wprowadzajac do dwóch ob¬ jetosci 1 n wodnego roztworu azotanu toru jedna objetosc 0y5 n roztworu wodnego fosforanu jedno- luib dwusodowego lub potasowego i nastepnie za¬ kwasza sie kwasem azotowym do uzyskania pH sro¬ dowiska 1,5, oraz silnie sie homogenizuje az do za¬ niku bialej opalescencji i pozostawia w spokoju w temperaturze pokojowej. Po uplywie okolo pól go¬ dziny plynny uklad zastyga na przezroczysta, bez¬ barwna, jednorodna, trwala do temperatury 100°C i odporna na wstrzasy galarete.Przyklad II. Fosforan sodowo-torowy lub po- 3 tasowo-torowy modyfikowany jednym skladnikiem otrzymuje sie wprowadzajac do trzech objetosci 1 n wodnego roztworu azotanu toru, jedna objetosc 1 n roztworu wodnego azotanu strontu, oraz dwie obje¬ tosci 0,^5 ,n wodnego roztworu fosforanu jedno- lub dwusodowego czy potasowego. Calosc zakwasza sie kwasem azotowym do uzyskania pH srodowiska 1,5, silnie sie homogenizuje az do zaniku zmetnie¬ nia i pozostawia sie w spokoju w temperaturze po¬ kojowej. Po uplywie 10 minut calosc uklaidu zestala sie na sztywna, sprezysta, przezroczysta i bezbarw¬ na galarete, bardziej odporna na zgniatanie niz galareta inie modyfikowana.Przyklad III. Fosforan sodowo-torowy lub po- tasowo-torowy w postaci przezroczystej galarety za- 50 barwionej na kolor zielony otrzymuje sie wprowa¬ dzajac do trzech objetosci 1 n wodnego roztworu azotanu toru jedna objetosc 1 n roztworu wodnego azotanu niklu, oraz dwie objetosci 0,5 n wodnego roztworu fosforanu jedno- luib dwusodowego lufo 55 potasowego. Otrzymany uklad zakwasza sie kwa¬ sem azotowym do pH srodowiska 1,5, silnie sie ho¬ mogenizuje az do zaniku zmetnienia i pozostawia w spokoju w temperaturze pokojowej. Po uplywie 15 minut uklad zestala sie na przezroczysta, jedno- 60 rodna, odporna na wstrzasy galarete, zabarwiona intensywnie na kolor zielony. Galareta ta jest bar¬ dziej sprezysta i odporna na zgniatanie niz galareta nie modyfikowana opisana w przykladzie I, a mniej sprezysta i mniej odporna na zgniatanie niz gala- 65 reta modyfikowana opisana w przykladzie II. 40 4560256 6 Przyklad IV. Fosforan sodowo-torowy lub po- tasowo-torowy o konsystencji galarety modyfikowa¬ ny kilkoma skladnikami otrzymuje sie wprowa¬ dzajac do szesciu objetosci 1 normalnego wodnego roztworu azotanu toru jedna objetosc normalnego roztworu wodnego azotanu strontu, jedna objetosc 1 normalnego wodnego roztworu azotanu baru lub olowiu, oraz cztery objetosci 0,5 normalnego roz¬ tworu wodnego fosforanu jedno- lub diwusodowego lub potasowego, zakwasza sie kwasem azotowym do pH = 1,5 i po dokladnym shomogenizowaniu az do zaniku zmetnienia zostawia sie w spokoju w temperaturze pokojowej. Po kilkunastu minutach otrzymuje sie przezroczysta i trwala galarete bar¬ dziej sprezysta i bardziej odporna na zgniatanie niz galareta nie modyfikowana opisana w przykla¬ dzie I. PL PL

Claims (2)

1. Zastrzezenia patentowe 1. .1. Sposób wytwarzania fosforanu sodowo-toro- wego lufo poltasowo-torowego o konsystencji galare¬ ty na drodze reakcji soli torowych z kwasnymi fos¬ foranami alkalicznymi znamienny tym, ze do dwóch objetosci 1 normalnego wodnego roztworu azotanu toru wprowadza sie jedna objetosc 0,5 normalnego 5 wodnego roztworu kwasnego fosforanu sodowego lub potasowego, zakwasza sie kwasem azotowym do uzyskania pH srodowiska ponizej 2, silnie ho¬ mogenizuje az do zaniku zmetnienia i odstawia w temperaturze pokojowej do chwili przejscia ukladu io w jednorodna, przezroczysta, trwala, bezbarwna ga¬ larete fosforanu sodowo-torowego lub potasowo-to- rowego.

2. Odmiana sposobu wedlug zastrz. 1, znamienna tym, ze zamiast roztworu azotanu toru stosuje sie 15 jego mieszanine z wodnym 1 n roztworem azotanów innych metali takich, jak np. stront, bar, nikiel, ko¬ balt, miedz, olów, srebro, glin lub mangan w sto¬ sunku objetosciowym co najmniej 3:1, przy czym otrzymuje sie produkt modyfikowany wymieniony- 20 mi wyzej kationami. PL PL