Способ получения комплексного карбамидсодержащего полииодоиодата металла

 

Изобретение относится к получению полииодоиодатов катионных комплексов железа (П). Цель изобретения - 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 см<SP POS="POST">3</SP>/с<SP POS="POST">.</SP>л реакционной смеси при 0-20°С и молярном соотношении FE:HJ 1:(6-10). 1 табл.

СОЮЭ СОВЕТСКИХ.

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1

Ц91 а

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ H ОТНР ТИ М

ПРИ П1НТ СССР (21) 4363147/31-02 (22} 13. 01,88 (46} 15.09,89. Бюп. Р 34 (71) Московский институт тонкой химической технологии (72) Л.Ю. Аликберова, .Е. В ..Савинкина, Н;С. Рукк, M.Ã. Зайцева, В.В. Кравченко и Б.Д. Стелин (53) 661.4.474(088.8) (56) Moore N.F., Herduckson V.N,, Jnorg. СЬев., 1985;. 24, В 8, с.12361238 .

Авторское свидетельство СССР

В 1413054, кл. С 01 В 7/.13, 1986.

Изобретение относится к способам получения полииодоидатов катионных комплексов железа (II), которые обла-, дают высокой, часто аннэотропной электропроводностью и могут быть использованы, например, в качестве рабочего тела датчиков температуры, давления, направления и т.д.

Целью изобретения является повышение качества продукта и. его выхода.

Выбор параметров процесса обусловлен особенностями зависимости качества и выхода продукта от различных ., факторов.

Так, оптимальное значение концентрации иодоводородной кислоты 50Х. В (Ю 4 С 01 G 49/10, С O l В 7/13, С 22 В 3/00

2 (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОМПЛЕКСНОГО

КАРБАМИДСОДЕРЖАЩЕГО ПОЛИИОДОИОДАТА

МЕТАЛЛА (57) Изобретение относится к получе-. нию полииодоидатов катионных комплексов железа (II) . Цель изобретения— повышение качества продукта и его выхода. Комплексный карбамидсодержащий ,полииодоиодат железа (II) получают обработкой железосодержащего реагента, в качестве которого используют металлическое железо,оксиды, гидроксиды и/или карбонаты железа, 40-57Х-ной иодоводородной кислотой с последующим введением,стехиометрического количества карбамида и барботажем воздуха

Щ через реакционную смесь со скоростью

2-20 см /с л реакционной смеси при

0-20 С и молярном соотношении е :Н7=*: с

1: (6-10), 1 табл. этом случае образуется продукт с содержанием примесей не более 0,20Х с выходом 99,0Х (в расчете на иодоводородную кислоту). При снижении концентрации кислоты до 40Х увеличивается разбавление реакционной смеси водой, входящей в состав раствора иодоводородной кислоты, что приводит к понижению выхода до 98,8Х за счет увеличения массы продукта, остающегося в растворе.

Использование кислоты с концентрацией менее 40Х нецелесообразно, так как выход продукта становится менее

98,7Х и,кроме того, в растворе остается более 50Х железа в виде иодида

3 1507735 гфксакарбамиджелеза . (II) При увеличении концентрации кислоты выше 507 кОнцентрация реакционной смеси растФт, поэтому в дальнейшем ходе процесса образуются более мелкие крис- таллы, адс орбир ующие б ольшее количество примесей (более О, 20%) . Исп ьзование иодбводородной кислоты с к нцентрацией более 577 нецелесооб- 10 р зно, так как для ее получения, напр мер, насыщением азеотропной кислоты г зообразным иодоводородом необходимы дополнительные трудозатраты, а каl ч ство продукта резко падает из-за 15 включения примесей в продукт (более

0 25%), при этой концентрации начинается массовая кристаллизация продукт .

Молярное соотношение Fe:HJ равное 20 ,!

1:,9, является оптимальным. При этом 1 одукт содержит 99,80% основного вЕяства, а его выход еоставляет 99,0Х.

П и использовании молярного соотношея ниже 1:6 в твердую фазу выцеляе ся смесь кристаллов комплексного

1 карбамидсодержащего полииодоиодата железа и иодида гексакарбамиджелеэа (Х) . При использовании молярнаго с отношения выше 1:10 в твердую фазу в еляется смесь кристаллов комплексы ro полииодоиодата железа и иода. В о оих случаях увеличивается содержанйе примесей (более 0,25%) .

Оптимальная температура процесса нЦ стадии барботажа 10 С. При этом потери иода не превышают 0,5%, а ско.рость процесса кристаллизации достаточно высока (длительность барботажа

20 ч) . Уменьшение температуры приво- 40 дИт к снижению скорости кристаллизацИи и увеличению длительности процес-. са. Проведение процесса ниже О С нецелесообразно, так как при этом длительность процесса кристаллизации 45 щ1евышает 40 ч, кроме того, повышается вязкость реакционной смеси, что уХудшает условия роста кристаллов, При повышении температуры потери иода увеличиваются и при 20 С составля-50 ют более 1Х от общей массы иода, образующегося при окислении иодоводорОдной кислоты.

Оптимальная скорость барботажа

1О смз /с ° л реакционной смеси, При э ом потери иода из реакционной смеси нй превышают 0,57, а скорость процесса достаточно высока (длительность барботажа 20 ч) . При понижении скорости барботажа длительность процесса увеличивается и при скорости менее

2 см /с л реакционной смеси превышает 120 ч, При увеличении скорости барботажа потери иода увеличиваются и при скорости более 20 см /с ° л реакционной смеси превышают 17.

Увеличение потерь иода при повышении температуры и увеличении скорости барботажа приводит к выделению в твердую фазу наряду с.полииодоиодатом железа иодида гексакарбамиджелеза (ХХ), что способствует увеличению примесей в продукте (более-0,257).

Пример.1. 0,56 г металлического железа обрабатывают 25 мл 507ной HJ при нагревании до прекращения выделения газообразного водорОда (S ч). Затем раствор фильтруют для удаления механических примесей, добавляют 3,6 г карбамида, перемешивают до полного растворения карбамида и барботируют воздух со скоростью

0,25 см /с при 10 С в течение 20 ч.

Кристаллический продукт отфильтровывают и высушивают в эксикаторе над

СаС1 при комнатной температуре до постоянной массы (5 ч), Выход продукта 10,95 г (99,0Х в расчете íà H3), содержание основного вещества (Fe

jCO(mIе),j,7 "5) составляет 99,80%, Индивидуальность продукта подтверждена данными химического (вычислено:

Fe 3,31; 7 15,06; карбамид 21,38;

60, 25%, найдено: Fe 3, 29;

15,16; карбамид 21„31; 5g 60,24% ) и рентгенофазового анализа, ИК- и KPспектроскопически.

Пример ы 2-16 см, таблицу.

Предложенный способ позволяет получить продукт (комплексный карбамидсодержащий полииодоиодатжелеза (II) ) с. содержанием основного вещества

99,807. Содержание примесей не превышает 0,20-0,25Х, что в 10-20 раз меньше, чем по способу-прототипу, Размеры кристаллов в среднем составляют 2,0-2,5 мм, в 20-25 раз больше, чем по способу-прототипу, что повышает их эксплуатационные качества.

Комплексный карбамидсодержащий полииодоиодат железа (II), получаемый по предлагаемому способу, имеет электропроводность 2,0 ° 10 " -3,5.1(Г"Ом"-см1, что на 1-1,5 порядка выше, чем комФор мул а изобретения

Характеристики процесса

Характеристики продукта

Пример

Обработка карбамидом

Обработка HJ

Барботак воздухом

Злектропроводность, Ом .см

>»

Средние размеры кристаллов, »е>

Общая или тельСодерканне основного вещества, г улка, дпиык од ро-. укта, Fe-содер- Хонцентнащий ре- рация агент MJ, I

Д>п»тельИолярное отнощение Fe!

ТемпеПлнтельность

Скорость, см> /с.л р.смеси

Полярное отиопение

Fe:êeFeeмид ратура, С сть, ч ность, ч ность > ч

3,5.10

3,2.10

2,8 10- г,в !о, 3,О !О, 2,6 10

3,О Ю

2>7 10

2,6 ° 10

0>5 1:6,0

0,5 1:6,0

0,5 1:6,5

05 1:65

0,5 1;5>5

0,5 l:6,0

5 1:6,5

0 5 1»6,0

0,5 1:5,5

99,0

99,0

99,1

99,1

98,8

99,0

99,0

99,0

99,0

99,80

99,75

99,75

99, 75

99,80

99,75

99,80

99,75

99,78

Feco1 50

РеСО, 50

FeO 57

FeOOH 57

FeO+Fe 0» 40

Ре 0» 50

Ре+ Feo 50

Fe(OH) 50

Fe(OH)q 50

3апредельные

39

1»9

1:6

1l .!О

1»6

1:!О

1:10

1»9

1:9

1:9 значения

1:9

1:5,8

I:10,2

1:9

1:9 . 1:9 г,о г,о о,2 о,г

2,5

2,0 г,о

2,О

0,5

2

4

6

8

9! о !о ю ю

l0 l0 ю !о о . !о !

О 2О ю 2 го !О о .!о го

2О го го го

5 25,5

5 25,5

5 25,5

5 25,5

5 25,5

5 15,5

5 115

5 20,5

5 45,5

20 5

l0 5

20 5

110 5

60 5

20 5! о г!

1,Â

1О

10 г,о з,о !о, 2,0 5,0 10

1,5 6,0 ° 10 г,О . 2,O-Ю е„

0,11,,1 10

0,1 1,0 10

25,5 98,7

15,5 98,8

25,5 98,9

120 99,0

70 99,0

30 99,1! о

11

12

13

14

Прототип

0,5

0 5

0 5

5

5! о г!

1О

-2

99, 79

96,70

97,70

99,80

99>80

99,70

FeO

Ресо, FeO+FeCO»

Ре

Fe

Fe+FeqO»

1:5,5.

1>5,5

1:6,0

1:6>5

1»6,0

1»6 ° О

FeJq 4Нзо Обработка стекнометри- . 1:6,0 ческим количеством иода

О,! 5,0 10

Fe Jq

24 120 40 9665

С учетом станин получения

П р и и ° ч а н и е. Потери келеза составляют 502.

" Электропроводность нике, чем в случае базового объекта (комплекснык полииоцоиодатов кобальта илн никеля 2) .

Составитель Л. Рякина

Техред И.Верес Корректор Т. Колб

Редактор M. Бандура

Заказ-5509/26

Тираж 435

Подпис ное

ВН1ЯПИ Государ(:твенного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ CCCP

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, Ул. Гагарина, 101

5 150773 плексный карбамидсодержащий полииодоиодат железа (II), получаемый по способу-прототипу.

Выход продукта составляет 98 8

99,0%, что в 2,5 раза выше, чем по способу-прототипу, длительность процесса уменьшается до 20,5-115 ч, что в 1,1 — 6 раэ меньше чем по способупрототипу. 10

Дополнительными преимуществами способа являются экономи,чость про". цесса, обусловленная практичегки полным исключением потерь Н,1 и J11 в ходе процесса (маточный раствор содер- 15 жит не более 0,5% иоДа и Н() з и ис ключение стадии выпаривания раствора, содержащего иодоводородную кислоту при получении иодида железа (II) по способу-прототипу, что помимо исклю- 20 чения потерь HQ улучшает условия труда, снижает категорийность оборудования и помещения и дает экологический эффект.

Способ получения комплексного карбамидсодержащего полииодоиодата металла, преимущественно железа (II), включающий обработку металлсодержащего реагента иодсодержащим реагентом и введение стехиометрического количества карбамида, о т л и ч а ю— шийся 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 0-2Q Ñ со скоростью 2-20 см3/с.л реакционной смеси.