SU1664741A1

SU1664741A1 - Способ получени среднего пирофосфата марганца (Ш)

Info

Publication number: SU1664741A1
Application number: SU894667014A
Authority: SU
Inventors: Владимир Арсентьевич Люцко; Елена Романовна Куцева; Анатолий Феликсович Селевич; Петр Львович Френкель
Priority date: 1989-03-27
Filing date: 1989-03-27
Publication date: 1991-07-23

Abstract

Изобретение относитс к химической технологии, а именно к способу получени среднего пирофосфата марганца /Ш/ состава MN₄(P₂O₇)₃ ^.14H₂O, который используетс в качестве титранта дл определени восстановителей, а также химического реактива. Целью изобретени вл етс сокращение времени синтеза, повышение выхода и чистоты целевого продукта. Поставленна цель достигаетс тем, что в способе, включающем взаимодействие MN - содержащего соединени с фосфорной кислотой при повышенной температуре с последующим охлаждением и разбавлением полученного расплава, отделением, промывкой и сушкой целевого продукта, в качестве разбавител используют водно-диоксановую смесь. При этом взаимодействие MN - содержащего компонента с фосфорной кислотой провод т при 210 - 270°С в течение 20 - 40 мин при соотношении MN:H₃PO₄ = 1:(8 - 16), а обработку расплава разбавителем осуществл ют при объемном соотношении расплав: вода: диоксан, равном 1:(0,8 - 2) - (0,8 - 6). 2 з.п.ф-лы, 4 табл.

Description

Изобретение относитс к химической технологии, а именно к,способу получени среднего пирофосфата марганца (111) состава Mn/}(P20) . 14H20, который может быть использован в качестве титранта дл определени восстановителей, а также в качестве реагента при получении других фосфатов Mn(lll).

Цель изобретени -сокращение времени синтеза, повышение выхода и чистоты целевого продукта.

Пример 1. 9,ОгМпР04.1,5Н20и50 мл НзР04 (d 1,713) (соотношение Мп:НзР04 1:16) перемешивают и нагревают до 230° С, выдерживают при этой температуре 30 мин. После охлаждени расплава

в него добавл ют 50 мл НаО и 200 мл диок- сана. Объемное соотношение расплав:во- да:диоксан 1:1:4. Распор выдерживают в течение 6 ч, выпавший з осадок целевой продукт отдел ют, промывают водой и сушат на воздухе, В результате получено 9,29 г вещества, что составл ет 84,2 % от теоретически возможного. Поданным тонкослойной хроматографии установлено, что выделенный продукт содержит фосфор только в виде пирофосфат-аниона. По данным химического анализа найдено, мае. %: Мп - 21,9: Р - 18,6; Н20 «- 02 29,5. Дл Мп4(Р20)з. 14Н20 вычислено, мае. %: Мп 22,11; Р - 18.70: Н20 + Оа - 28,60. Данные рентгенофазового анализа подтверждают.

Os

Ј

vl

что в результате синтеза получен средний пирофосфат Mn (III) состава Мп4(Р20) . 14Й20. Примеси других фосфатов, а также соединений Mn (III) не обнаружено.

Пример 2, 18,3 г Мп(ЫОз)2 . 6Н20 смешивают с 50 мл НзРОз (d 1,713, соотношение Мп:Р 1:12), нагревают до 270° С и выдерживают при этой температуре 20 мин, охлаждают, добавл ют 40 мл hteO и 100 мл диоксана (объемное соотношение расплав:вода:диоксан 1:0,8:2), полученную реакционную массу выдерживают 5 ч. Выпавший в осадок целевой продукт отдел ют , промывают, сушат на воздухе. Получено 11,93 . Мп4(Р20)з . 14Н20, что составл ет 86,2% от теоретически возможного .

Пример 3. 9,7 г MnP04 . 1.5H20 смешивают с 25 мл НзР04(Мп:Р 1:8), нагревают до 210° С и выдерживают 40 мин. После охлаждени добавл ют 50 мл Н20 и 300 мл диоксана (объемное соотношение расплав:вода:диоксан 1:2:6), выдерживают 12 ч. В результате выделено 8,4 г целевого продукта, что составл ет 70,6% от теоретически возможного.

П р и м е р 4. 7,6 г MnCl2 4Н20 и 4 мл концентрированной НМОз смешивают с 25 мл НзР04 (d 1,713, соотношение Мп:Р 1:10), нагревают до 250° С и выдерживают в изотермических услови х 30 мин, Расплав охлаждают, добавл ют 20 мл воды и 20 мл диоксана (объемное соотношение рас- плав:вода:диоксан 1:0,8:0,8). Раствор выдерживают 12 ч, целевой продукт отдел ют, В результате получено 7,0 г Мп4(Р20)з 14Н20, что составл ет 73,7% от теоретически возможного.

Пример 5. 9,65 г . 1.5Н20 и 50 мл Н2Р04 (d 1,713) смешивают (соотношение Мп:Р 1:14). Выдерживают при 260° С 20 мин, охлаждают, добавл ют 75 мл воды и 150 мл диоксана (объемное соотношение расплав:вода:диоксан 1:1,5:3). Раствор выдерживают 10 ч. После отделени получено 11,7 г целевого продукта, что составл ет 86,7% от теоретически возможного .

Вли ние соотношени реагентов на выход Мп4(Р207)з . 14Н20 (Т 250° С, объем фосфорной кислоты VMS PCM) 50 мл ( d, 1,713), врем нагрева 30 мин, объемное соотношение расплав:вода:диоксан 1:1:2, врем кристаллизации 10 ч) показано в табл. 1.

Вли ние температуры термообработки расплава на выход Мг РаОуЪ. 14НаО (навеска МпР04 . 1,5 Н20 0,15 г„Ун-з Р 04) 50 мл ( - 1,713), соотношение Мп : Р 1:10, обьемное соотношение расплав:вода:диоксан 1:1:2, врем кристаллизации 12 ч) приведено в табл. 2.

Вли ние разбавлени расплава диоксаном на выход ц/п (Т 250° С, навеска МпРСМ . 1,5Н20 - 15 г, VMS Р 04) 50 мл (d 1,713), соотношение Мп:Р 1:10. врем нагрева 40 мин VH2O 50 мл, (V расплава : VHЈO 1:1)

врем кристаллизации 10 ч показано в табл. 3.

Вли ние разбавлени расплава водой на выход ц/п (Т 250° С, навеска МпР04

1,5Н20 - 15 г, VH3P04)50Mfl(,713), соотношение Мп:Р 1:10, врем нагрева 30 мин; диоксана 100 мл (V расплава:V диоксана 1:2) врем кристаллизации - 10 ч) показано в табл 4.

Как следует из примеров, содержащихс в таблицах, только соблюдение всех условий способа позвол ет достичь повы шени выхода и чистоты целевого продукта при

сокращении времени синтеза. Выход за рамки за вленных значений соответствующих параметров приводит либо к существенному снижению выхода целевого продукта (пример 13, табл. 2), либо к загр знению его другими фосфатами марганца (III) примеры 6 и 12 табл. 1; пример 18 табл. 2; примеры 19 и 25 табл. 3; примеры 26 и 31 табл. 4).

В ходе исследовани в качестве органического разбавител используют различные вещества, в том числе диметиловый эфир, ацетон, диметилсульфоксид, диметилфор- мамид, трибутиламин в широком интервале объемных соотношений расплав:вода:разбавитель 1:(1-2):(1-6). При синтезе в течение 12-15 ч во всех случа х кристаллизаци Мп4(Р20)з 14Н20 не наблюдаетс или проходит с выходом не более 5-8%. Только использование в качестве разбавител

водно-диоксановой смеси позвол ет достичь цель изобретени .

Таким образом, способ позвол ет сократить врем получени Мп4(Р20у)з 14Н20 с 2-3 сут до 5-12 ч, повысить выход целевого продукта с 28-30 до 70.6-90,8% при стопроцентном содержании основного вещества.

Claims

Формула изобретени 1. Способ получени среднего пирофос- фата марганца (III) путем взаимодействи марганецсодержащего соединени с фосфорной кислотой при повышенной температуре с последующим охлаждением и разбавлением полученного расплава водно-органической смесью, отделением, промывкой и сушкой продукта, отличаю- щ и и с тем, что, с целью сокращени времени синтеза, повышени выхода и чистоты целевого продукта, в качестве разбави- тел используют водно-диоксановую смесь в объемном соотношении расплав:вода:ди- оксан соответственно 1:0,8-2,0:0,8-6,0.
2. Способ поп. 1, отличающийс тем, что взаимодействие марганецсодержа- щего компонента с фосфорной кислотой

провод т при 210-270° С при соотношении Мп : НзР04 1:8-16.
3. Способ по п. 1, отличающийс тем, что в качестве марганецсодержащего соединени могут быть использованы орто- фосфат марганца (III), нитрат марганца (II), смесь нитрата и хлорида марганца (II), хлорид марганца (II) в присутствии азотной кислоты .

Продукт загр знен кислым пирофосфатом Мп (III) - МпНР207. Продукт загр знен ортофосфатом Мп (III) - МпР04« 1,5НаО,

Продукт загр знен метафосфатом Мп(1Н) - Мп (РОз)з.

Таблица 1

Таблица 2

Продукт загр знен ортофосфатом Mn(lll) - МпНР04 1,5Н20 . Продукт загр знен фосфатом Mn (III) неустановленного состава.

Продукт загр знен фосфатом марганца (III) неустановленного состава. Продукт загр знен ортофосфатом марганца (III) - Mn PO4 1.5Н20.

Таблица 3

Таблица 4