Способ получения триселенида натрия

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТРЙСЕЛЕНИДА НАТРИЯ путем взаимодействия элементного селена с натрийсодержащим компонентом в щелочном растворе, о тличающийся тем, что, с целью повьшения чистоты продукта, в качестве щелочного раствора и натрийсодержащего компонента используют деоксигенизированный раствор едкого натра с концентрацией 0,1-0,2 М и взаимодействие осуществляют методом внутреннего злектролиза в двухкамерном электролизере с использованием катода из ртути и анода из амальгам 1 натрия и при потенциале ртутного катода (-0,88)-(-1 ,9) В относительно потенциала насыщенного калломельного электрода.

СО103 СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

0% И!) 31д) С 25 В 1/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И 0YHPblTMA

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3558921/23-26 (22) 02.03.83 (46) 15.09.84. Бюл . И 34 (72) Е.Ф.Сперанская, Л.А.Карпова и К.Х.Сагадиева (71) Казахский ордена Трудового

Красного Знамени государственный университет им. С.М.Кирова (53) 621.35(088,8) (56) 1. Грейвер Т.Н., Зайцева И.Г., Косовер В.M. Селен и теллур. "Металлургия", 1977, с. 75. (54)(57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТРИСЕЛЕНИДА

НАТРИЯ путем взаимодействия элементного селена с натрийсодержащим компонентом в щелочном растворе, о т. л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения чистоты продукта, в качестве щелочного раствора и натрий. содержащего компонента используют деоксигенизированный раствор едкого натра с концентрацией 0,1-0,2 М и взаимодействие осуществляют методом внутреннего электролиза в двухкамерном электролизере с использованием катода из ртути и анода иэ амальгамы натрия и при потенциапе ртутного катода (-0,88)-(-1,9) В относительно потенциала насыщенного калломельного электрода.

1113427

35

45

50 восстановления

Изобретение относится к электрохимическим методам получения неорганических веществ, в частности к способам получения триселенида натрия, который может найти применение при производстве высокочистого селена, а также в процессах гидроэлектрометаллургии, отделения селена от металлических компонентов.

Известен способ получения ряда 10 полиселенидов натрия путем синтеза их исходных продуктов — селенида натрия и элементного селена (1) .

Однако этот способ весьма трудоемок и не позволяет получить триселенид натрия в чистом виде. Кроме того, процесс ведут при высокой температуре (500 С).

Известен также способ получения триселенида натрия путем взаимодействия элементного селена с натрийсодержащим компонентом в щелочном растворе.

Недостатком данного способа явля— ется ro, что получаемый продукт со1цержит примеси других полиселенидов.

Целью изобретения является повыше ние чистоты продукт а.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения триселенида натрия путем взаимодействия элементного селена с натрийсодержащим компонентом в щелочном растворе в качестве щелочного раствора и натрийсодержащего компонента используют деоксигенизированный раствор едкого натра с. концентрацией 0,1-0,2 М, а взаимодействие осуществляют методом внутреннего электролиза в двухкамерном электролизере с использованием катода из ртути и анода из амальгамы натрия и при потенциале ртутного катода — (-0,88) — (— 1,9) В относительно потенциала насыщенного каломельного электрода.

Использование амальгамы натрия в качестве анода предотвращает выделение на нем кислорода или хлора, способных проникать в катодное отделение и частично окислять продукты

Выбор концентрации. щелочи обусловлен тем, что при концентрации щел очи ниж е О, 1 М в сл ед с т ни е с ни— жения электропроводности раствора процесс з амедляется, при концентрации щелочи выше 0,2 M до окончания процесса начинается разряд натрия на катоде, чтб осложняет контроль окончания процесса.

Процесс электролиза контролируют с помощью амальгамированного Рт микроэлектрода, расположенного в растворе, и потенциала ртутного катода при разомкнутой цепи. К моменту окончания процесса потенциал ртутного катода скачкообразно изменяется от значения — 0,88 В до значения — 1,9 B насыщенного калломельного.-электрода /НасКЭ/, свидетельствуя о начале разряДа на нем натрия.

Потенциал микроэлектрода в растворе к концу процесса приобретает значение — 0; 77 В, что отражает процесс образования триселенида го реакции

На 5Е 2 эЕ Naz e3.

Образовавшийся триселенд раст— воряется в 0,1 М МаОН с образованием темно-коричневого раствора (без примеси красного оттенка, харак— терного для диселенида).

Пример 1. Электропиз ведут в двухкамерной ячейке с разделением их диафрагмой.

В катодную камеру ячейки вводят

10 мл (Q =1О см ) ртути, 50 мл де-! оксигенизированного 0,1 М раствора гидрооксида натрия и 78,90 мг взвеси элементного селена. б анодную камеру вводят 1 О мл 1, 5X — ной амал ь гамы натрия (Ь =10 см ) и 50 мп деоксигенизированного раствора гидрооксида натрия, герметически закрывают камеры пришлифованными крышками с отверстиями для ввода электролитических ключей, замыкают цепь и ведут электролиз при комнатной температуре, без напожения внешней электродвижущей силы ЭДС ) и без перемешивания.

Затем осуществляют контроль потенциалов с помощью микроэлектрода непосредственно у поверхности электрода фиксируют потенциал (- 0,88 В ) образования селенида.

Далее селенид реагирует с элементным селеном с образованием трисеп»вЂ” нида. В конце процесса потенциал Р$ микроэлектрода более положителен (— 0,77 В) и отражает проне«< полного превращения сепенида и трнсепеннд.

В процессе контролируют также потенциал ртутного макрок;г ода при разомкнутой цепи.

1113427

После достижения резкого скачка потенциала от — 0,88 В до — 1,9 В, свидетельствующего об окончании процесса образования триселенида и начала разряда ионов натрия с образованием амальгамы натрия, процесс пр екр ащают .

Потенциал ртутного катода (-0,88 Р с начала процесса восстановления взвеси селена до практического пол— ного ее восстановления определяется электро>: мическими свойствами самой о zсистемы 6< /5е и остается практически неизменным до окончания процесса образования триселенида.

Далее начинается разряд ионов натрия, характеризующийся резким сдви— гом потенциала до — 1,9 В.

Данные анализа раствора, полученные методом графического интегрирования свидетельствуют о полном превращении элементного селена в триселенид со 1007 †í выходом по току. Продолжительность процесс» около 1 ч.

Пример 2. В катодную камеру ячейки вводят 1О мл ртути, 50 mr деоксигенизированного 0,1 M раствора гидроксида натрия и 39,45 мг взвеси элементного селена. В анодную камеру вводят 10 ил 1,57.— ной амальгамы натрия и 50 мл дсоксигенизированного раствора гидроксида натрия, заMblKBIoT цепь и ведут эл ектролиз при комнатной температуре, без напожения внешней ЭДС и без перемешива ния.

Потенциал ртутного катода при разомкнутой цепи составляет

0,88 В. Процесс з аканчивают после достижения скачка потенциала от

0,88 до — 1,9 В. Дальнейший хпд ана лиза аналогичен примеру 1. Выход по току 1007, продолжительность процесса около 30 мин.

Пример 3. В катодную камеру ячейки вводят 10 мл ртути, 50 мл деоксигенизированного 0,1 M раствора гидроксида натрия и 9, /О мг взвеси элементного селена. В анодную камеру вводят 10 мл 1,57.-»ой амальгамы натрия и 50 мл деоксигенизированного раствора гидроксида натрия, замыкают цепь и» дут электролиз при комнатной температуре, без наложения внешней ЭДС и без перемешивания.

Потенциал ртутного к атода при разомкнутой цепи — 0,88 H. Процесс заканчивают после достижения скачка потенциала от — О, 88 до — ), 9 В-.

Дальнейший ход анализ а аналогичен примеру 1 и 2. Выход по току

1007, продолжительность процесса

15 мин.

Пример 4. В катпдную камеру я чей ки вводя т 10 мл ртути, 50 мл деоксигенизированного 0,2 M раст— вора гидроксида натрия и 39,45 мг взвеси элементного селе»а. В анодную камеру вводят 10 мл I 57-ной амальгам натрия и 50 кп деоксигенизированного раствора гидроксида натрия, замыкают цспь и ведут электролиз при 20+ 5 С, без наложения внешней ЭДС и без перемешивания. Измерение потенциалов и дальнейший ход анализа происходит анало. гич»о примерам 1-3. Выход по току

1007, продолжительность процесса около 30 ми и, 10

20

Таким образом, предложенный электро химич е ский снос пб получения триселенида натрия отличается простотой и эффективностью и ппз»оляет получать соединение точно заданного состава

11а Бе со 1001-ным выходом по току.

Применение еro исключает rpомоздкие операции ведения процесса в запая нных ампулах и необходимость

30 осущест»лять процесс в токе газа азота или водорода.

Предложенный способ осуществляется при комнатной температуре в отличие от известных, которые требуют нагревания реакционной смеси до

40 высоких температур порядка 500 С и выше или охлаждения смеси до низких температур (-33 C).

Изобретение может найти примене ние в неорганической химии, как объ45 ект научного исследования, а также в технологии получения высокочистого селена, в металлургии с целью отде— ления его от сопустствующих компонентов.

По сравнению с прототипом предлагаемый способ прост в исполнении, не требует специальных условий для осуществления реакции; триселенид натрия получают в индивидуальном с С виде, без примесей, что позволяет произвести количественный расчет выхода высокочистого селена в про.

ыессе его получения.