Способ получения растворов ферратов

Способ получения растворов ферратов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к способам получения растворов соединений железа, являющихся окислителями, и позволяет повысить удельное содержание окислителя в растворе за счет использования в известном способе получения растворов ферритов анодным растворением железа в растворе гидроксида натрия, раствора гидроксида натрия с концентрацией 1-10 моль/л, плотности тока 0,6-17,5 А/см<SP POS="POST">2</SP>. Причем анод подвергают предварительной обработке метаном при 150-200°С. 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (S1)5 С 25 В 1/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬС 3 ВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЬГГИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4464682/31-26 (22) 20.07.88 (46) 07.11.90. Бюл, 9 41 (7 1) МГУ им. M.Â.Ëîìoíoñoâà (72) Н.С.Копелев, Ю.М.Киселев и H.А.Завьялова (53) 621.35(088.8) (56) Петров Б.А., Ормон Б.Ф. О высших кислородных соединениях железа II.

Электрохимическое получение высших кислородных соединений железа и их анализ. — Журнал общеч химии, 1937, т. 7, с. 1690-1694.

Изобретение относится к способам получения растворов ферратов натрия формулы Na

Целью изобретения является повышение концентрации ферратов. в растворе.

Отличительными признаками предлагаемого способа являются использование растворов NaOH с концентрацией

1-10 моль/л, плотности, тока 0,6

17,5 А/см и анода, активированного в токе метана при 150-200 С.

При использовании растворов NaOH с концентрацией, отличающейся от указанного интервала, цель не достигается. При )NaOHJ а 1 моль/л невозможно даже получить растворы, Л0, 1604863 А 1

2 (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ РАСТВОРОВ ФЕР. РАТОВ (57) Изобретение относится к способам получения растворов соединений железа, являющихся окислителями, и позволяет повысить удельное содержание окислителя в растворе за счет использования в известном способе получения растворов ферратов анодным растворением железа в растворе гипроксида натрия, раствора гидроксида натрия с концентрацией 1 — 10 моль/л, плотности тока 0,6-17,5 А/см . Причем анод подвергают предварительной обработке метаном при 150-200 С. 2 табл.. содержащие около 4,0 г-экв окислителя на моль железа. В случае )NaOHJ >,.

> 10 моль/л удается синтезировать 2 только растворы, в которых содержание окислителя не превышает указанное в прототипе, 3,97 г-экв окислителя на моль железа (К = 3,66-3,97).

Величина К численно равна концентрации феррата натрия в растворе в г-экв/л.

Причина существования указанного интервала плотностей для реализации поставленной цели обусловлена тем, что соединения железа в степени окисления более высокой, чем +6, обусловливающие высокое удельное содержание окислителя в растворе, в концентрированных щелочах быстро восстанавливаются, кроме того, с ростом (NaOH) повышается устойчивость ферратов (VI), Выход за указанный интервал плотностей тока также не позволяет достичь

1604863 поставленной цели. Так, при S )

> 17,5 A/ñì количество окислителя понижается. до уровня прототипа. В этом случае происходит разложение сое-. ! динений железа-окислителя вследствие значительных локальных перегревов в прианодном пространстве. При S а 0,6 А/см в растворе фиксируется не более 4,0 r-экв окислителя. Это может быть обусловлено процессами, ! происходящими в прианодном пространстве, природа которых до настоящего времени не известна.

Установлено, что только активация в токе метана приводит к достижению поставленной цели. Например, использование такого общеизвестного метода активации (депассивации) как обработка железного анода раствором соляной кислоты не приводит к достижению в ,растворе концентрации феррата натрия .более 4 г-экв/л. Это связано с не-!

,контролируемой сорбцией ионов С1, которые играют роль восстановителя по отношению к соединениям железа— окислителя на поверхности анода. В качестве возможных активаторов анода использовали Н, 0, Мп; Ar; Ne; СН4. и другие органические газы. Получен- . ные данные свидетельствуют о том, что воспроизводимый положительный эффект достигается только в случае активации в токе метана. Процесс .необх эдимо проводить при 150-200 С. Если анод активировать при температуре ниже 150 С, удельная концентрация окислителя в растворе понижается. до уровня прототипа. Повьппение температуры активации вьппе верхнего предела (Т p "200 С) приводит к дезактивации о поверхности и, следовательно, понижению удельного содержания окисли- . теля до уровня прототипа. Время активации анода метаном не оказывает влияния на достижение поставленной цели, 45 так при изменении времени активации от 15 до 60 мин не были замечены изменения содержания окислителя в растворе.

Для достижения поставленной цели и устранения в растворе примесей соединений щелочных металлов и Fe (IiI) необходимо испольэовать электролизер, изготовленный из материалов, устойчивых к действию щелочей и окислителей. Применение стеклянной и (или) глиняной аппаратуры даже при соблюдении указанных условий не поз-! воляет получить растворы с аномально высоким содержанием окислителя в растворе.

Предлагаемый способ заключается в том, что в двухкамерный электролизер из фторопластов или металлических сосудов, футерованных полиэтиленом высокого давления с перфорированной диафрагмой из фторопласта, заливают раствор NaOH концентрации

1-10 моль/л. В католит помещают серебрянный электрод, а в анолит -плас- " тину металлического железа, предварительно активированную в токе метана при t50-200 С. Электролизер поме-. щают в ванну с проточной водой для охлаждения анолита до 20-25 С. Систему регулируют так, чтобы плотность тока составляла 0,6-17,5 А/см, и проводят анодное растворение железа. В результате образуются растворы соединений железа-окислителя, в которых фиксируется от 4,0 до 6,0 г-экв окислителя на 1 моль железа.

Пример 1. Электролизер изготовлен из полиэтилена и фторопластов, диафрагма выполнена из перфорированной фторопластовой пленки. Анолитом и католитом служит раствор

NaOH концентрации 6 моль/л. В анодное пространство помещают 200 мл раствора щелочи. В качестве анода служит железная пластина с площадью поверхности 4 см (химический анализ анода приведен в табл. 1), катод выполнен из серебра. Активацию анода проводят нагреванием в токе метана при 175 С в течение 30 мин. Электролиз проводят при плотности тока на аноде 1,4 А/см . Время синтеза не превышает 20 мин. В результате получают раствор, содержащий 6,0 г-.экв окислителя на моль железа °

Проведена серия экспериментов по осуществлению предлагаемого способа.

В табл. 2 приведены значения плотности тока, концентрации щелочи, температуры активации анода и количество окислителя в г-экв.

Таким образом, предложенный способ по сравнению с прототипом, который является базовым объектом, позволяет увеличить концентрацию окислителя в растворе до 6,0 г-экв, избежать загрязнения целевого продукта примесями производных Fe (III), силикатом, карбонатом и другими солями натрия, а также уменьшить время

5 1 синтеза растворов соединений железаокислителя..

604863 6 рия, отличающийся тем, что, с целью повышения концентрации ферратов в растворе, анодное растворе5 ние ведут в растворе, содержащем

1-10 моль/л гидроксида натрия при плотности тока 0,6-17,5 А/см, а анод предварительно обрабатывают в токе метана при 150-200 С.

Формула изобретения

Способ получения растворов ферратов натрия анодным растворением железа в растворе гидроксида натТ а б л и ц а 1

Метод

Содержание металлов, Ж

Мп Cr Ni Со Сц

Атомно-абсорбционный

Электронно-зондовый в центре зерен

/ на границе зерен

0,15

0,1

0,1

0,1

0,085

0,064

0,088

0,000

0,070

0,053

Таблица 2

1,4 0,6 0,5

6,0 6,0 6,0

2 10 175 175

17,5 17>6

6>0 6>0

175 175

Бт, А/с>>>

Ра081, И а»неац»» °

Концентрация

4>еррата натрия

1,4 1,4

6,0 . 11 0

175 175

1,4 1,4

12,0 1,0

175 175

1,4 1,4

6,0 6,0

150 200

1 ° 4 1,4

0,8 6,0

175 140

60 4>9 40 60 *) 40 47 51 40 42 4>0 44 40 е

Растворение иелеэа практически не происходит, содеряенне окислителя нине уровня прототипа.

Составитель О.Зобнин

Техред Л>Олийнык Корректор И.Эрдейи

Редактор А>Шандор

Тираж 541 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Заказ 3435

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