SU1507735A1

SU1507735A1 - Способ получени комплексного карбамидсодержащего полииодоиодата металла

Info

Publication number: SU1507735A1
Application number: SU884363147A
Authority: SU
Inventors: Людмила Юрьевна Аликберова; Елена Владимировна Савинкина; Наталия Самуиловна Рукк; Мария Григорьевна Зайцева; Валерий Васильевич Кравченко; Борис Дмитриевич Степин
Original assignee: Московский институт тонкой химической технологии
Priority date: 1988-01-13
Filing date: 1988-01-13
Publication date: 1989-09-15

Abstract

Изобретение относитс к получению полииодоиодатов катионных комплексов железа (П). Цель изобретени - повышение качества продукта и его выхода. Комплексный карбамидсодержащий полииодоиодат железа (П) получают обработкой железосодержащего реагента, в качестве которого используют металлическое железо, оксиды, гидроксиды и/или карбонаты железа, 40-57%-ной иодоводородной кислотой с последующим введением стехиометрического количества карбамида и барботажем воздуха через реакционную смесь со скоростью 2-20 см³/с^.л реакционной смеси при 0-20°С и мол рном соотношении FE:HJ 1:(6-10). 1 табл.

Description

Изобретение относитс к способам получени полииодоидатов катионных комплексов железа (II), которые обла-. дают высокой, часто анизотропной электропроводностью и могут быть использованы , например, в качестве рабочего тела датчиков температуры, давлени , направлени и т.д.

Целью изобретени вл етс повышение качества продукта и; его выхода.

Выбор параметров процесса обусловлен особенност ми зависимости качества и выхода продукта от различных факторов.

Так, оптимальное значение концент- . рации иодоводородной кислоты 50%. В

этом случае образуетс продукт с содержанием примесей не более 0,20% с выходом 99,0% (в расчете на иодо- водородную кислоту). При снижении концентрации кислоты до 40% увеличиваетс разбавление реакционной смеси водой, вход щей- в состав раствора иодоводородной кислоты, что приводит к понижению выхода до 98,8% за счет увеличени массы продукта, остающегос fe растворе.

Использование кислоты с концентрацией менее 40% нецелесообразно, так как выход продукта становитс менее 98,7% и,кроме того, в растворе остаетс более 50% железа в виде иодида

31507

гфксакарбамиджелеза . (II) . При увели- чфнии концентрации кислоты выше 50% концентраци реакционной смеси рас- тфт, поэтому в дальнейшем ходе про- образуютс более мелкие крис- т4ллы, адсорбирующие большее коли- ч4ство примесей (более 0,20%). Ис- п льзование иодО водородной кислоты с нцентрацией более 57% нецелесооб-

КС

рг

piГ

МИ дополнительные трудозатраты, а казно , так как дл ее получени , нап- мер, насыщением азеотропной кислоты зообразным иодоводородом необходиче

ство продукта резко падает из-за

15

включени примесей в продукт (более Oj25%)9 при этой концентрации начинаетс массова кристаллизаци продук-.

т4.

Мол рное соотношение Fe:H3j равное , вл етс оптимальным. При этом ifpo-дукт содержит 99,80% основного вещества , а его выход составл ет 99,0%. При использовании мол рного соотноше ниже 1:6 в твердую фазу вьщел -

Ш

етс смесь кристаллов комплексного карбамидсодержащего полинодоиодата железа и иодида гексакарб амиджелеза

(1 ее

вьдел етс смесь кристаллов комплексI ). При использовании мол рного отношени выше 1:10 в твердую фазу

нс

ое

Ht

го полииодоиодата железа и иода. В

оих случа х увеличиваетс содержае примесей (более 0,25%).

I Огггимальна температура процесса н4 стадии барботажа 10°С. При этом потери иода не превьшают 0,5%, а ско реветь процесса кристаллизации доста- высока (длительность барботаж 20 ч), Уменьшение температуры приводит к снижению скорости кристаллиза- цЦи и увеличению длительности процес с 4. Проведение -процесса ниже не- ц« лесообразно, так как при этом дли- тфтьность процесса кристаллизации превышает 40 ч, кроме того, повьшга- в зкость реакционной смеси, что уз удшает услови роста кристаллов, повышении температуры потери ио- д4 .увеличиваютс и при сост-авл ю более 1% от общей массы иода, об- р4зующегос при окислении иодоводо- рЗДной кислоты,

Оптимальна скорость барботажа 1(1) реакционной смеси. При 3toM потери иода из реакционной смес нА превышают 0,5%, а скорость процес Cik достаточно высока (длительность

O

5

0

5

0

5

0

5

барботажа 20 ч). При понижении скорости барботажа длительность процесса увеличиваетс и при скорости менее 2 см /С Л реакционной смеси превьш1а- ет 120 ч. При увеличении скорости барботажа потери иода увеличиваютс и при скорости более 20 реакционной смеси превышают 1%.. ; Увеличение потерь иода при повышении температуры и увеличении скорости барботажа приводит к выделению в твердую фазу нар ду с. полииодоиода- том железа иодида гексакарбамиджелеза (il), что способствует увеличению примесей в продукте (более-О,25%).

.При мер.1.0,56 г металлического железа обрабатывают 25 мл 50%- ной НУ при нагреваний до прекращени выделени газообразного водорода (5ч). Затем раствор фильтруют дл удалени механических примесей, до- 3,6 г карбамида, перемешивают до полного растворени карбамида и барботируют воздух со скоростью 0,25 смз/с при в течение 20 ч. Кристаллический продукт отфильтровывают и высушивают в эксикаторе над CaClij при комнатной температуре до посто нной массы (5 ч). Выход продукта 10,95 г (99,0% в расчете на НО), содержание основного вещества Ге fcO(roie),l Уб составл ет 99,80%. Индивидуальность продукта подтверждена данными химического (вычислено: Fe 3,31; Т 15,06j карбамид 21-,38; а 60,25%, найдено: Ее 3,29; Т 15,,16j карбамид 21,31; yij 60, 24% ) и рентгенофазового анализа, ИК- и КР- спектроскопически.

Прим ер ы 2-16 см. таблицу.

Предложенный способ позвол ет получить продукт (комплексный карбамид- содержащий полииодоиодатжелеза (И)) с содержанием основного вещества 99.80%. Содержание примесей не превышает 0,20-0,23%, что в 10-20 раз меньше, чем по способу-прототипу.

Размеры кристаллов в среднем составл ют 2, 0-2,5 мм, в 20-25 раз больше , чем по способу-прототипу, что повышает их эксплуатационные кaчecтвa.

Комплексный карбамидсодержапрй по- лииодоиодат железа (II), получаемый по предлагаемому способу, имеет электропроводность 2,0-10 -3,5-1 .см, что на 1-1,5 пор дка выше, чем комплексный карбамидсодержаищй полииодо иодат железа (II), получаемый по способу-прототипу.

Выход продукта составл ет 98,8 - 99,0%, что в 2,5 раза выше, чем по способу-прототипу, длительность процесса уменьшаетс до 20,5-115 ч, что в 1,1 - 6 раз меньше чем по способу- прототипу.

Дополнительными преимуществами способа вл ютс экономи,,чость про-- цесса, обусловленна практически полным исключением потерь Н7 и (2 в ходе процесса (маточный раствор содер- |жит не более. 0,5% иода и НУ), и ис- кпючение стадии вьтаривани раствора, содержащего иодоводородную кислоту при получении иодида железа (II) по способу-прототипу,что помимо исклю- чени потерь Н, улучшает услови труда, снижает категорийность оборудовани и помещени и дает экологический эффект.

Ф-ормула изобретени

Способ получени комплексного кабамиде од ержащег о поликодоиодата ме- талла, преимущественно железа (II), включающий обработку металлсодержащго реагента иодсодержащим реагентом и введение стехиометрического количества карбамида, отличающийс тем, что, с целью повьше- ни качества продукта и его выхода, в качестве металлсодержащего реагента используют металлическое железо, оксиды, гидроксиды и/или карбонаты железа, причем железосодержащий реагент обрабатывают 40-57%-ной иодово- дородной кислотой при мол рном соотношении железа к кислоте 1:(6-10) с последующим барботажем через реакционную смесь воздуха при 0-2в°С со скоростью 2-20 реакционной смеси.

Примечание. Потерн железа сстстзвл ют 50Z,

Электропроводность ниже, чем в случае базового объекта (кокплексйьд полинодоиодатов кобальта или никел 2).

Claims

Формула изобретения

Способ получения комплексного карбамидсодержащего полииодоиодата металла, преимущественно железа (II), включающий обработку металлсодержащего реагента иодсодержащим реагентом и введение стехиометрического количества карбамида, отличающийся тем, что, с целью повышения качества продукта и его выхода, в качестве металлсодержащего реагента используют металлическое железо, оксиды, гидроксиды и/или карбонаты железа, причем железосодержащий реагент обрабатывают 40-57%-ной иодоводородной кислотой при молярном соотношении железа к кислоте 1:(6-10) с последующим барботажем через реакционную смесь воздуха при 0-29°С со скоростью 2-20 см³/с· л реакционной смеси.

Пример Характеристики процесса Характеристики-продукта ----------- _________ --—______ ——---> г-——— ---------- _—____ ----— Г»*·--- ------ ___________ —— __________ Обработка HJ Обработка Барботаж воздухом Сушка, Общая Выход Содержание Средние Злектропро --------, ----- карбамидом — р-Х.----- г—----- дли- дли- про-- основного размеры водность, Fe-содер- Кояцент- Молярное Дли- Темпе- Скорость, Дли- тель- тель- духта, вещества, крис- 0м¹· см^-1 жащий ре- рация отяоде- тель- Молярное рату- см^$ / с · л тель- ность, ность, Z 2 таллов, агент HJ, X ние Fe:K ность, отношение ра, °C р.смеси ность, ч ч мм ч Fe:xap6a- ч • МИД

1 FeCOj 50 ’ 1:9 0,5 1:6,0 10 10 20 5 25,5 99,0 99,80 2,0 3,5-10 2 FeCO, 50 1:6 0,5 1*:6,0 10 10 20 5 25,5 99.0 99,75 2,0 3,2’КГ 3 FeO 57 1: 10 0,5 1:6,5 10 10 20 5 25,5 99,1 99,75 0,2 2,8· 10'* 4 FeOOH 57 1:6 0,5 1:6,5 10 10 20 5 25,5 99, 1 99,75 0,2 2,8-10'* 5 FeO-*Fe₄O* 40 1:10 0,5 1:5,5 10 . 10 20 5 25,5 98,3 99,80 2,5 3,0.10' 6 ^Fe%°5 50 1:10 0,5 1:6,0 10 20 10 5 15,5 99,0 99,75 2,0 2,6-10 7 Fe* FeO 50 1:9 5 1:6,5 10 2 105 5 115 99,0 99,80 2,0 3,0-10'’ в Fe(OH)_t 50 1:9 0,5 1:6,0 20 10 15 5 20,5 99,0 99,75 2,0 2,7'10'’. 9 Fe(OH)₂ 50 1:9 0,5 1:5,5 0 • 10 40 5 45,5 99,0 99,78 0,5 ‘ 2,6-10' Запредельные значения 10 FeO 39 1:9 0,5 1:5,5. 10 10 20 5 25,5 98,7 99,79 2.0 • 3,0 10·⁴ » 11 FeCOj 50 1:5,8 0,5 1:5,5 . 21 21 10 5 15,5 98,8 96,70 2,0 5,0-10-* 12 FeO+FeCO< 50 I: 10,2 0,5 1:6,0 10 10 20 5 25,5 98,9 97,70 1,5 13 Fe 50 1:9 5 1:6,5 10 1,8 110 5 120 99,0 99,80 2,0 14 Fe 50 1:9 5 1:6,0 -2 10 60 5 70 99,0 99,80 0,1 ’ '0^.. 15 Fe+Fe^O, 58 . 1:9 5 1:6,0 10 10 20 5 зо 99,1 99,70 0,1 1,0-10’ Прото- тип Fe3_tt- 4H₂0 Обработка стехиометри- - 1:6,0 24 120 40 96,65 0,1 5,0· КГ ческим количеством иода С учетом ί стадии получения РеЭ_€

Примечание» * Потерн железа составляют 50Z.

*♦ Электропроводность ниже, чем в случае базового объекта (комплексных полииодоиодатов кобальта иля никеля 2).