Курсовая: Твердофазный синтез перрената калия - текст курсовой. Скачать бесплатно.
Банк рефератов, курсовых и дипломных работ. Много и бесплатно. # | Правила оформления работ | Добавить в избранное
 
 
   
Меню Меню Меню Меню Меню
   
Napishem.com Napishem.com Napishem.com

Курсовая

Твердофазный синтез перрената калия

Банк рефератов / Химия

Рубрики  Рубрики реферат банка

закрыть
Категория: Курсовая работа
Язык курсовой: Русский
Дата добавления:   
 
Скачать
Архив Zip, 42 kb, скачать бесплатно
Заказать
Узнать стоимость написания уникальной курсовой работы

Узнайте стоимость написания уникальной работы

20 Московский Государственный Университет им . М.В . Ломоносова Тве рдофазный синтез K 3 ReO 5 . Курсовая работа студентки 107 гр. Кабановой К.В. Руководитель доц . Куликов Л.А. Преподаватель проф . Киселев Ю.М. Москва , МГУ , Химический факуль тет , 2000. Оглавление. Введение……………………… ……………………………… 3 О бзор литературы………………… ………………………… .4 Экспериментальная часть………………………… ……...… 17 Выводы……………………………………………………… .20 Список литературы………………………………………… ..21 Приложения………………………………………………… ..22 1. Введение. В настоящий момент большой интерес представляет уже не стольк о изучение свойств веществ , в которые специально были введены какие-то добавки (иногда это очень сильно меняет св ойства исходного вещества ), но и то , как ведут себя сами примесные вещества в д анной матрице. Отсюда следует проблема синтеза матрицы , свойств а и параметры которой заранее известны , в которую можно было бы ввести метку , изучив которую можно было бы говорить о том , как повлияла матри ца на эту добавку . Одной из задач явля ется матричная стабилизация необычных для вещ ества метки состояний. Разумеет ся , матрица своими параметрами должна соответствовать параметрам метки , чтобы стабилизация была возможной . Свой ства матричного вещества должны также отвечат ь тому способу синтеза , при котором будет возможным введение определенного количества добавки. Мето дом матричной стабилизации можн о воспользоваться , чтобы получить в устойчиво м виде ион Fe 7+ . Его ионный радиус должен быть < 0.25 А . П одходящей для него матрицей могло бы посл ужить соединение Re 7+ ( 0.38 A). Превышение радиуса семивалентного ре ния над ожида емым радиусом Fe 7+ довольно существ енно ( >15%), чтобы замещение , а вместе с ним и образование семивален тной формы железа могло бы произойти. Целью данной работы был твердофазный синтез K 3 ReO 5 в качестве матрицы для ста билизации железа в семивалентном сост ояни и . 2. Обзор лит ературы. 2.1 Рений. По внешнему виду рений напоминает платину , но обычно его получают в виде порошка серого ц вета . Re – наиболее тугоплавкий из всех металлов , за исключением W (Т пл 3380 о С ) . Кристаллизуется в гексагональной плотной упаковке . [3] Известны природные изотопы 187 Re, 185 Re и искусственные изотопы 186 Re, 188 Re, 189 Re, 184 Re. [10] Рений обладает парамагнитными свойствами , практически не зависящими от темп ературы . [4] Обладает высокой электронной эмиссией , является электрическим полупроводником . При 1630 о С электронная эмис сия рения выше , чем у вольфрама . [10] Устойчивыми соединениями рения являются соединения Re +4 , Re +6 и особенно Re +7 . В природе рений встречается в виде соединений Re +4 ( ReS 2 , CuReS 4 - джезказгенит ). Электропроводность рения – 4.5. Потенциалы ионизации рения (эВ ) I II III IV V VI VII 7.87 (13.2) (26.0) (37.7) (50.6) (64.5) (79.0) Сродство к электрону атома рения оценивается в 3 кка л / моль , а рвбо та выхода электрона из металла равна 4.80 эв . [13] Металлический компактный рений устойчив н а воздухе при комнатной температуре . Окислени е рения происходит при 600 о С , а в атмосфере кислорода при нагревании свыше 400 о С металл сгорает . Появление белого дыма свидетельствует об образован ии оксида рения (VII) , который очень летуч . Во влажно м воздухе рений медленно окисляется , причем конечным продуктом является рениевая кислота . Рений устойчив в атмосфере водорода , в восстановительных и нейтральных средах . Порош ок рений адсорбирует водород . С азотом рений не реагирует даже при высоких температурах . Рений энергично взаимодействует с галогенами , причем сила взаимодействия уменьшае тся от фтора к брому . [11] Взаимодействие металлическог о рения с фтором и хлором начин аю тся уже выше 100 о С , с бромом – выше 300 о С. [13] При этом не образуется соединений рения высшей валентности . Рений взаимодействует с серой , фосфором и мышьяком при повышенных температурах с образованием сульфидов , фосфидов и арсенидов. [11] Образование Re S 2 пр и взаимодействии рения с серой начинается около 400 о С . [13] Рений обладает высокой коррозионной сто йкостью во влажных средах , не растворяется при комнатной температуре в растворах соля ной , серной и фтористоводородной кислот . Горяч ая серная кислота ре агирует с рением , переводя его в рениевую кислоту . Довольн о легко рений растворяется в бромной воде при слабом нагревании . [11] Типичные окислители боле е или менее легко переводят Re в HReO 4 или ее соли . Щелочная среда сама по себе на рений не действует , н о сильно способствует его окислению . [13] Металлический рений хорошо растворяется в азотной кислоте , а также перекиси водор ода с образованием рениевой кислоты : 3 Re + HNO 3 = 3 HReO 4 + 7 NO + 2 H 2 O 2 Re + 7 H 2 O 2 = 2 HReO 4 + 6 H 2 O [11] Рений рассеян и не образует со бственных минералов , его извлекают из бедных руд , содержащих сотые доли процента Re . Наибольший процент Re содержит моли бденит ( MoS 2 ) – Mo и Re в степе ни окисления +4 имеют близкие величины радиуса атомов и оба тяготеют к сере. Чистый м еталлический рений получают восстановлением водородом пе рренатов , чаще всего перрената аммония : 2 NH 4 ReO 4 + 7 H 2 = 2 Re + 8 H 2 O + 2 NH 3 Возможно также получение метал лического рения электролизом перрената калия в сернокислом растворе , а также путем терм ической диссоциации Re 3 Cl 9 на вольфрамовой нити и др . Рений образует большое число комплексных соединений . Например , галогенидные комплексные соединения шести -, пяти -, четырех - и трехвалентного рения обладают различной устойчивостью на воздухе и в водных растворах . Устойчивость комплексных соединений ре ния в различных валентных состояниях повышает ся в присутствии неорганических и органически х лигандов , стабилизирующих соответствующие вален тные состояния. Применение металлического Re обусловлено его тугопл авкостью , выс окой температурой кипения , механической прочность ю и химической инертностью по отношению к некоторым газам . Все это делает Re ценным материалом электроники и электротехники. Мелкодисперсный Re используют в качестве катализатор а гидрирования (э тилена и нефти ). Ценно сть ренийсодержащих катализаторов усугубляется и х неотравляемостью в присутствии серы. Многие сплавы Re (с Rt, Pd, Rh, Ir, Mo, Ta, W, Co и др .) отличаются жаропрочностью , кислотоустойчивостью , используются , в частности , для изготовлен ия высокотемпературных те рмопар . [2] Рений находит применение в виде сплав а с вольфрамом для изготовления нитей в импульсных лампах-“вспышках” , но его сплавы очень неустойчивы по отношению к кислороду ; очень ценная Pt-Re термопара требу ет работы в атмосфер е инертного газа . [3] Осаждением металлического рения получают зеркала с большой отражательной способностью . Из металлического рения и его сплавов из готавливают контакты мощных электрических перекл ючателей . Благодаря пониженной летучести , хорошей электроп роводности , превосходной термоэлектр онной эмиссии металлический рений используют для изготовления различных электродов в элект ронных рентгеновских трубках и радиолампах . И з сплавов платиновых металлов с рением де лают ювелирные изделия . [10] 2.2 Сое динения рения. С.О. +1 +2 +3 +4 +5 +6 +7 Оксиды Re 2 O ReO [Re 2 O 3 ] черный ReO 2 коричневый [Re 2 O 5 ] голубой ReO 3 красный Re 2 O 7 желтый Re 2 O 8 белый Гидро-ксид ? ? Re 2 O 3 *nH 2 O осн. Re(OH) 4 амф. - [H 2 ReO 4 ] кисл. [HReO 4 ] кисл. Оксога- Логениды ReOF 3 черный ReOF 4 , ReOBr 4 голубые ReOCl 4 зел-корич ReO 3 F желтый ReO 3 Cl ReO 3 Br ReOF 5 ReO 2 F 3 Соли ? ReI 2 ReCl 3 , Re 3 Cl 9, Re 3 Br 9 , Re 3 I 9 ReF 4 , Na 2 ReO 3 Рениты, ReF 4 , ReCl 4 , ReBr 4 , ReI 4 Na 4 Re 2 O 7 гипоре-ниты ReF 5 , ReCl 5 , ReBr 5 BaReO 4 ренаты KReO 3 гипоренаты ReF 6 , ReCl 6 KReO 4 пер ре-наты K 3 ReO 5 мезо-перренаты ReF 7 Окисл.-восст. Св-ва ? ? Слаб о выраженные окислительные свойства 2.2.1 Окси ды рения. 2.2.1.1 Re 2 O 8 Пероксид рен ия белый . Получается при сгорании Re в быстром токе кислорода при 150 о С . Неустойчив и расплывается н а воздухе . Поскольку высшая валентность Re равна 7, то Re 2 O 8 c ущ ествует в виде O O O=Re-O-O-Re=O O O Re 2 O 8 + 2 H 2 O = 2 HReO 4 + H 2 O 2 Re 2 O 8 + 8 H 2 S = Re 2 S 7 + S + 8 H 2 O 2 Re 2 O 8 = 2 Re 2 O 7 + O 2 Плотность 8.4 г / см 3 Т пл 150-155 о С [7] Давление паров Re 2 O 8 [1] T, o C 100 120 140 160 180 200 220 P, мм рт.ст. 6.6 11.7 18.7 25.6 31.8 39.2 46.6 2.2.1.2 Re 2 O 7 Желтые кристаллы . Высший и наиболее устойчивый о кисид рения , полу чается при обработке металлического рения избытком кислорода при т емпературе выше 150 о С . Другие методы получения заключаются в испарении перрениевой кислоты в вакууме и действии кислорода при пов ышенных температурах на низшие окислы и с ульфиды рения . [11] 4 Re + 7 O 2 = 2 Re 2 O 7 ReO x + y O 2 = Re 2 O 7 [7] Re 2 O 7 хорошо растворяется в воде с образованием перрениевой кислоты (очень гигроскоп ичен ). Восстанавливается до низших окислов рен ия при действии CO и SO 2 при повышенных т емпературах . Водород восстанавливает его до ReO 2 пр и 300 o C и до металла при 800 о С . Re 2 O 7 реагирует также с сухим H 2 S с образование м Re 2 S 7 . Упругость паров Re 2 O 7 зависит от т емпературы следующим образом : t, o C 230 250 265 280 295 300 310 325 340 360 p, мм.рт.ст. 3.0 10.9 26.5 61.2 135 160 210 312 449 711 Re 2 O 7 имеет о рторомбическую решетку с параметрами а =15.25А , b =5.48А , с =12.5А . Атом рения обладает координацией двух видов : почти правильной тетраэдрической ( межа томные расстояния Re-O 1.68-1.80 А ) и существенно искаженной октаэдрической ( межатомные расстояния Re-O 1.65-2.16 А ), причем структура построена из равных количеств октаэдров и тетраэдров . Структура хорошо объя сняет механизм испарения Re 2 O 7 с образованием в газов ой фазе молекул Re 2 O 7 с тетраэдрической координацией рения и общим строением молекулы O 3 ReOReO 3 , а также механизм гидролиза с образованием молекул Re 2 O 7 (H 2 O) 2 , построенных и з соединенных вершинами ReO 4 и октаэдра ReO 4 (H 2 O) 2 . Растворяе тся в этиловом спирте , ацетоне . Не раствор яется в четыреххлористом угл ероде и а бсолютном эфире . Плотность 6.2 г / см 3 . Температура плавления 304 о С . Температура кипения 355 о С . Очень л етуч. На этом свойстве основано выделение Re из промышленн ого сырья , а также ряд методов отделения рения от сопутствующих элементов дистилляцие й . [11] 2.2.1.3 ReO 3 Может быть получен при неполном сгорании в воздухе металлического рения или других его соединений , например сульфидов , а также может присутствовать в неустойчивы х промежуточных продуктах рениевой кислоты и семиокиси рения . Впервые триокс ид рен ия была получена при нагревании смеси оки сида рения (VII) и мелко раздробленного рения без возд уха при 200-250 o C. 3 Re 2 O 7 + Re = 7 ReO 3 Можно получать оксид рения ( VI ) также путем взаимодействия оксида рения (VII) и оксида рения (IV). Re 2 O 7 + ReO 2 = 3 ReO 3 Оксид представляет собой кра сное мелкокристаллиеское вещество с металлически м блеском . Окраска его во многом зависит от метода получения , известна , например , с иняя разновидность триоксида рения . [1] Оксид рения (VI) может быть получен по реакции : Re 2 O 7 + CO = CO 2 + 2 ReO 3 Промежуточно возникающая при этом синяя окраска обуслов лена , вероятно , образованием нестойкого смешанного оксида типа Re 2 O 7 *ReO 3 ( т.е . ReO 2 (ReO 4 ) 2 ). [13] Триоксид рен ия образуется при действии на Re 2 O 7 диоксана . П ри нагревании до 145 о С комплекс состава Re 2 O 7 *3C 4 H 8 O разлагается на ReO 3 и летучий пр одукт . Плотность 6.9 г / см 3 . При нагревании в вакууме до 400 о С разлагается на оксиды рения ( VII) и (IV) 3 ReO 3 = Re 2 O 7 + ReO 2 На воздухе ReO 3 ус тойчив до 110 о С , при п овышенной температуре окисляется до Re 2 O 7 . Тр иоксид рения довольно устойчив в воде , в разбавленных растворах кислот и щелочей . Водород восстанавливает ReO 3 до металла . При сплавлении с Na 2 O получаются перренат и ренит : 2 Na 2 O + 3 ReO 3 = 2 NaReO 4 + Na 2 ReO 3 [11] При действии ReO 3 на горячий раствор NaOH происходит дисп ропорционирование на NaReO 4 и ReO 2 . [13] Из раствора йодистого калия триоксид выделяет иод , хлор истым оловом он восстанавливается до черного вещества неопределенного состава . Давление п аров триоксида рения [1] T, o C 325 350 375 400 420 P, мм рт.ст. 0,0009 0,0050 0,0234 0,098 0,288 2.2.1.4 Re 2 O 5 Оксид рения (V) получен при действии на раствор Re (VII) в конц . H 2 SO 4 сульфата двухвалентного ж елеза . При высоких концен трациях рения наблюдалось выпадение темно-синего осадка , отве чающего формуле Re 2 O 5 . О ксид рения ( V) был получен также электрохимич еским восстановлением перрената в кислом раст воре . [11] Ранее предполагалось , что при восстановл ении оксида рения (VII) метал лическим рением образует ся оксид рения (V) пурпурно-красного цвета : [1] 4 Re + 5 Re 2 O 7 = 7 Re 2 O 5 [7] Однако в результате последую щих работ было установлено , что восстановлени е протекает до шестивалентной формы. Соединения пятивалентного рения менее у стойчивы в водных растворах , чем соеди нения рения других валентностей . По реакции разложения 3 Re 5+ = Re 7+ + 2 Re 4+ окислительно-восстановительный потенциал Re 7+ /Re 5+ несомненно ниже , чем потенциал Re 5+ /Re 4+ . Этому разложению способствует также малая ра створимость оксида рения (IV) . [1] 2.2.1.5 ReO 2 Оксид рения (IV) м ожет быть получен несколькими способами. 1. Восстанов лением высших оксидов в атмосфере водорода. 2. Упаривани ем рениевой кислоты с гидразином. 3. Гидролизо м хлорренатов (например , калия ) по реакци и K 2 ReCl 6 + 2 H 2 O = ReO 2 + 2 KCl + 4 HCl 4. Разложением в воде комплексных соединений пятивалентного р ения. 5. Длительным на греванием рения с оксидом рения ( VII) при 600-650 о С 3 Re + 2 Re 2 O 7 = 7 ReO 2 6. Нагреванием ReO 3 по уравнен ию 4 ReO 3 = 2 ReO 2 + Re 2 O 7 + 0.5 O 2 7. Восстановлением растворов рениевой кислоты и ее солей с солянокислой среде ртутью , цинком , йодидом калия или хлоридами олова , хрома и вана дия. 8. Электрохимическим восстановлением рениевой кислоты и перренато в в кислой среде. [1] 9. Разложением перрената аммония при 600 о С в инертной среде 2 NH 4 ReO 4 = N 2 + 4 H 2 O + 2 ReO 2 [12] 10. Гидролизо м комплексных соединений пятивалентного рения : 3 H 2 ReOCl 5 + 5 H 2 O = 2 ReO 2 + HReO 4 + 15 HCl [11] При получении ReO 2 из раствор ов обычно образуется гидратированный окси д рения ( IV) ReO 2 *2H 2 O – порошок темно-коричневого цвета , который темн еет в процессе обезвоживания . При нагревании до 650 о С под вакуумом оксид рения (IV) полностью обезвоживается. Безводный оксид рения ( IV) – темно- бурое , почти черное твердое вещество , принимающее ин огда синеватый оттенок , обладает способностью поглощать газы . Плотность – 11.4 г / с м 3 . Он проявл яет лишь слабые парамагнитные свойства , в то время как оксид марганца (IV) сильно парама гнитен . Помимо оксид а рени я (IV), относяще го ся к типу МоО 2 , был получен ромбический (a=4,810 A, b=5,643 A, c=4,601 A [11]) ReO 2 желтого цвета нагреванием перрената аммония при высоких температурах или длительной ( в течении нескол ьких недель ) выдержкой смеси рения и окси да рения ( VII) в вакууме при 1050 о С. При сплавлении со щелочами на воздухе конечными продуктами являются перренаты : 4 ReO 2 + 4 KOH + 3 O 2 = 4 KReO 2 + 2 H 2 O При сплавлении в вакууме образуются р енаты и рениты : ReO 2 + 2 NaOH = Na 2 ReO 3 + 2 H 2 O В случае избытк а щелоч и при сплавлении получаются также и гипор ениты , например Na 3 ReO 4 , которые не устойчивы во влажном воздухе . [1] При взаимодействии с азотной кислотой , перекисью водорода , с хлорной и бромной водой ReO 2 легко окисляется до рениевой кислоты . При раств орении ReO 2 в конц . HCl образуется гексахлороренат-ион [ReCl 6 ] 2- . [11] Давление паров оксида рения (IV) [1] T , о С 650 675 700 725 750 785 Р , мм рт.ст. 0,00013 0,00033 0,00081 0,0019 0,0043 0,0123 2.2.1.6 Re 2 O 3 Нейтрали зуя холодный кислый раствор ReCl 3 щелочью в отсутствие кислорода возд уха и других окислителей , удается выделить черный осадок гидрокисда трехвалентного рения – Re 2 O 3 *xH 2 O. Осадок этот растворим в горячей концентрирова нной HCl ( или HBr ) , а на воздухе легко окисляется до HReO 4 . [13] 2.2.1.7 ReO Оксид рения ( II) был получен восстановлением рениевой кислоты кад мием в разбавленной соляной кислоте под в акуумом . Полученное твердое аморфное вещество отвечало формуле ReO*H 2 O , оно трудно поддается дегидратации . На воздухе этот оксид не взаим одей ствует с соляной кислотой и основаниями , м едленно окисляется кислородом воздуха , но лег ко растворяется в азотной кислоте и бромн ой воде . [1] 2.2.1.8 Re 2 O Моноокси д рения п олучают восстановлени ем рениевой кислоты в разбавленной соляной кислоте ( 0.2 н ) в вакууме ; в качестве восстановителя применялся цинк . Полученный черн ый осадок растворим в азотной кислоте и в бромной воде , но щелочной раствор хро мата и окисное сернокислое железо действуют на него с трудом . Осадок содержит лиш ь следы цинка и хлора и е го с остав отвечает формуле Re 2 O*2H 2 O. [1] На воздухе этот окисел быстро окисляется . [11] 2.2.2 Сол и рения. Имеется указания на существование целого ряда со лей : Перренаты Me 2 O*Re 2 O 7 или MeReO 4 (в ос новном бесцветные или белые ) Мезоперренаты 3Me 2 O*Re 2 O 7 или Me 3 ReO 5 ( от желтых до красных ) Ортоперренаты 5Me 2 O*Re 2 O 7 или Me 5 ReO 6 Ренаты Me 2 O*ReO 3 или Me 2 ReO 4 ( зеленые ) Гипоренаты Me 2 O*Re 2 O 5 или MeReO 3 ( желтые ) Рениты Me 2 O*ReO 2 или Me 2 ReO 3 (коричневые ) [1] 2.2.2.1 Ре ниты Рениты образуются в отсутствие во здуха при сплавлении ReO 2 с гидроксидами или оксидами щелочных металлов : ReO 2 + 2 NaOH = Na 2 ReO 3 + H 2 O Рениты представляют собой диамагнитные черно-коричневые мелкие кристаллы , плохо растворим ые в воде . Рениты превращаются в ReO 2 *nH 2 O под действием разб авленных кислот в присутствии возд уха и окисляются до гипоренатов Me I ReO 3 , метаперренатов Me I ReO 4 или мезоперренатов Me 3 I ReO 5 под действием воздуха , перекиси в одорода или азотной кислоты. 2.2.2.2 Гипоренаты Гипоренаты мало устойчивы , их получают сплавлен ием смеси стехиометрически необход имых количеств ReO 2 и Me I ReO 4 с изб ытком щелочи без доступа воздуха . [10] Длительным нагреванием при 700 о С смеси NaOH, ReO 2 и NaReO 4 был получен гипоренат натрия вероятного состава NaReO 3 . Эта бледно-желта я соль легко разл агается водой на производные четырех - и семивалентного рения . Был получен также Cd 2 Re 2 O 7 . [13] 2.2.2.3 Ре наты Р енаты легко подвергаются диспропорционированию , подобно манганатам 3 Me 2 I ReO 4 + 4 H 2 O = 4 MeOH + Re IV (OH) 4 + 2 Me I Re VII O 4 [2] Они окрашены в з еленый цвет , в большей степени являются окислителями , чем восстановителями , были получены в растворах . При сплавлении при 500 о метаперренатов щелочных металлов с ReO 2 и NaOH или KOH образуют ся гипоренаты Me I ReO 3 , которые при охлаждении окисляются в неустой чивые ренаты Me 2 I ReO 4 зеленого цвета. [10] Образование зеленых ренатов при сплав лении Re или ReO 2 со щелочами в присутст вии окислителей обычно имеет место лишь в качестве промежуточной стадии окисления , тог да как конечным устойчивым продуктом является спла в , содержащий соответствующую соль мезорениевой кислоты . [13] 2.2.3 Рениевая кислота. Получение : Re 2 O 7 + H 2 O = 2 HReO 4 3 Re + 7 HNO 3 = 3 HReO 4 + 7 NO + 3 H 2 O 2 ReO 2 + 4 H 2 O + 3 Cl 2 = 2 HReO 4 + 6 HCl ReS 2 + HNO 3 = HReO 4 Концентрированый раствор рениев ой кислоты содержит 60 % HReO 4 . Mg + 2 HReO 4 = Mg(ReO 4 ) 2 + H 2 Al(OH) 3 + 3 HReO 4 = Al(ReO 4 ) 3 + 3 H 2 O CuCO 3 + 2 HReO 4 = Cu(ReO 4 ) 2 + CO 2 + H 2 O [7] Водный раствор HReO 4 – сильная кисл ота . Она бесцветна , может быть экстрагирована амиловым спиртом , не выделяется в с вободном состоянии , растворима в органических основаниях , растворяет металлы , обладающие восстан овительными свойствами , и образует соли , имену емые метаперренатами . [10] В нейтральн ых водных и разбавленных кислых и щелочны х растворах Re(V II) находится в виде рениевой кислот ы или ее солей перренатов. Высказано мн ение о существовании двух форм кислоты – тетраэдрической ReO 3 OH (pK=1.67) и октаэдрической ReO(OH) 5 (pK=2.1). Установлено , что при обезвожи вании рениевой кислоты сначала происходи т реакции конденсации и поликонденсации : O || ReO 3 OH + ReO(OH) 5 = H 2 O + O=Re-O-ReO(OH) 4 || O А затем процесс сопровождает ся частичным восстановлением рения ( VII ) до оксидов различ ной валентности . [5] Кислород HReO 4 может быть ч астично или полностью замещен серой с обр азованием различных тиокислот , вплоть до HReS 4 . Соли этих кислот в растворе неустойчивы и постепенно разлагаются с выделением Re 2 S 7 . Еще менее устойчивы с ами тиокисло ты . [13] 2.2.4 Перренаты. Соли рениево й кислоты . ReO - 4 – бесцветный ион ( MnO - 4 – красно-фиолетовый , TcO - 4 – розовый ). Ионы ReO - 4 ра спознаются в растворе по качественным реакция м , для которых являются катализаторами , наприм ер TeO 4 2- + 3 Sn 2+ + 18 Cl - + 8H + = Te + 3 SnCl 6 2- + 4 H 2 O ( черн . осадок ) Среда : соляная или серная кислоты ( азо тная , фосфорная или хлорная подавляют или прекращают реакцию ), винная или лимонная кисло ты ускоряют реакцию и повышают ее чу вствительность. SeO 4 2- + 3 Sn 2+ + 8 H 3 O + = Se + 3 Sn 4+ + 12 H 2 O ( красн . осадок ) Максимальная скорость данной реакции набл юдается в 1М р-ре соляной кислоты или 2-4 М р-ре серной . Лимонная и винная кислоты ускоряют реакцию. [5] Метаперренаты ( соли метарен иевой кис лоты ) образуются при сплавление порошка метал лического рения с щелочами в токе кислоро да , действием HReO 4 на окислы , ги дроокиси или карбонаты многих металлов или на различные органические основания . Получение труднорастворимых метаперренатов осно вано на обработке растворов , содержащих анион ReO 4 - , растворами солей многих катионов. Анион ReO 4 - обладает меньшей окислительной способностью , чем анион MnO 4 - , более устойчив и труднее восстанавлива ется. Как правило , метаперренаты имеют более низкую раст воримость и большую термиче скую устойчивость , чем соответствующие перхлораты и перманганаты . Если проследить за поведе ние при нагревании KReO 4 , KMnO 4 , KClO 4 и KIO 4 , можно установить , что KReO 4 плавится при 518 о С и кипит при 1370 о С , в то время как KMnO 4 ра злагается при 200 о С , KClO 4 – при 400 о С и KIO 4 – при 600 о С . Примерами соединений рения с низкой растворимостью являются метаперренаты кал ия , рубидия , цезия , таллия , серебра , нитрона и стрихнина . [10] Помимо нормальных перренатов известны жел тые или оранжевы е соли некоторых щело чных или щелочноземельных металлов , производящиес я от более богатых водой форм рениевой кислоты – H 3 ReO 5 (мезоперренаты ) и H 5 ReO 6 ( ор топерренаты ). Получают их обычносухим путем ( со вместным нагреванием перренатов с окислами ил и карбона тами ), но лимонно-желтый Ba 3 (ReO 5 ) 2 может быть п олучен также упариванием раствора Ba(ReO 4 ) 2 с большим из бытком Ba(OH) 2 ( в отсутствие CO 2 ). Водой все орто - и мезоперренаты легко разлагаются с образованием нормальных п ерренатов . [13] 2.2.4.1 Перренат калия. Перренат кал ия получается при нейтрализации нагретого рас твора рениевой кислоты поташом или едким кали , а также при добавлении в раствор хлористого калия . Эта соль осаждается в виде безводных тетрагонально-бипирамидальных крист аллов. HReO 4 + KOH = KReO 4 + H 2 O HReO 4 + KCl = KReO 4 + HCl [7] Теплота образования соли – 263 ккал . Соль кипит без разложения при 1370 о С . Зависимост ь давления диссоциации расплавленного перрената калия от температуры выражается уравнением : lg p = -14188 / T + 13.28 Растворимость перрената калия в воде сравнительно низка и сильно зав исит от температуры , что позволяет очищать соль перекристаллизацией . Присутствие избытка и онов калия понижает растворимость перрената к алия , благодаря чему его можно очищать от ка лиевых солей других металлов (молиб датов , хромитов и др .). В кислых растворах перренат калия растворим лучше , чем в в оде , в том числе и в самой рениевой кислоте . [1] При обработке метаперренатов в кислой среде смесью KCNS с SnCl 2 образуется оранж ево-желто е соединение ReO(SCN) 4 , которое может быть экстраги ровано эфиром , бутилацетатом или циклогексаноном. 2 KReO 4 + 8 KCNS + SnCl 2 + 12 HCl = 2 ReO(SCN) 4 + SnCl 4 + 10 KCl + 6 H 2 O При длитель ном пропускании H 2 S через нейтральный концентрированный хол одный раство р метаперрената калия образуе тся зеленовато-желтый раствор , который содержит тиоперренат калия : KReO 4 + H 2 S = KReO 3 S + H 2 O [10] Смесь двух оксидов ReO 2 и KO 2 ( или RbO 2 , CsO 2 ) в молярной пропорции 1 к 3 выдерживается при 400 о С 3 часа . Мезопер ре нат количественно образуется по реакции : ReO 2 + 3 KO 2 = K 3 ReO 5 + 3/2 O 2 В воде м езоперренат гидролизуется K 3 ReO 5 + H 2 O = 3 K + + ReO 4 - + 2 OH - Если взять оксиды в другой пропорции , образуется сме сь перренатов KO 2 + ReO 2 = KReO 4 2 KO 2 + ReO 2 = Ѕ ( K 3 ReO 5 + KReO 4 ) + ѕ O 2 [9] В процессе реакция протекает по схеме : 2 KO 2 = 3/2 K 2 O 2 + 3/2 O 2 ReO 2 + 3/2 O 2 = Ѕ Re 2 O 7 + ѕ O 2 Ѕ Re 2 O 7 + 3/2 K 2 O 2 = Me 3 ReO 5 + ѕ O 2 3 KO 2 + ReO 2 = K 3 ReO 5 + 3/2 O 2 [8] 3. Экспери ментальная часть. В ходе данной работы из металлическог о рения были поэтапно синтезированы : рениевая кислота , перренат аммония , затем его разл ожением – двуокись рения , а затем спекани ем с супероксидом калия был получен перре нат калия. 3.1. Использованн ые реактивы Для работы использовались следующие реактивы : пруток рени я ОСЧ , супероксид калия фирмы “ Aldrich” . 3.2. Мето ды исследования Идентифик ация проводилась методом рентгено-фазового анализ а ( установка Д РОН – I ). 3.3. Полу чение оксида рения (IV) Необх од имо было синтезировать оксид рения (IV) , так как потом в не го можно было ввести метку 57 Fe. ReO 2 си нтезировали путём разложения перрената аммония , осажденного из раствора рениевой кислоты. а . Получение H r eO 4 . Методика . 3 г . рения помещают в колбу Эйленм ейера ( ёмкость 50 мл .) и приливают по каплям при охлаждении 10 мл . 30 % раствора Н 2 О 2 . 2 Re + 7 H 2 O 2 = 2 HReO 4 + 6 H 2 O [12] Закрепив пру т рения в штативе его конец опустили в концентрированную перикись водорода и остав или на продолжительный период времен и . После растворения металла образовалась тяжелая жидкость желтоватого оттенка – рениевая кислота. b. Полу чение NH 4 ReO 4 . Методика . К водной HReO 4 прибавляют несвязанное основание до изменения окраски индикатора (метилрота ) ; уже при этом может выпадать кр исталлический осадок . После упаривания раствора выпавшие кр исталлы отсасывают , промывают небольшим количеств ом ледяной воды и сушат при 110 о С . Соли можно п ерекристаллизовывать из воды . NH 3 + HReO 4 = NH 4 ReO 4 [12] По этой методике был прове ден синтез перр ената аммония . К 7 мл . концентрированной рениевой кислоты прилили 11 мл . раствора аммиака . В качестве индикатора использовался метилрот ( pH 6.2 - 6.4 ) . Белый осадок перрената аммо ния отфильтровали , промыли , сушили в сушильном шкафу при 100 о С . Выход соста вил 3.7684 г. c. Получен ие ReO 2 . Методика. Моноклинную модифик ацию ReO 2 по лучают нагреванием NH 4 ReO 4 при 400 о С в токе сухого азота или аргона или в вакууме в течение 12 часов . При более высокой температуре образуется ромбическ ая модификация. NH 4 ReO 4 = ReO 2 + Ѕ N 2 + 2 H 2 O [12] По этой методике был проведен синтез диоксида рения . Навеску перрената аммония разлагали в токе аргона при 400 о С в течение 8 ч асов . С полученного черно-бурого порошка была снята рентгенограмма , подтвердившая наличие двух модификаций д иоксида рения . Выход составил 1.3146 г. Идентификация ReO 2 2 о d экспер. , А данные литературы I/I 0 Данные литер а- ту ры 30.85 3.365 3.40 100 100 43.65 2.408 2.40 100 100 63.7 1.696 1.69 58 10 80.4 1.378 1.385 6 30 96.5 1.200 1.198 13 60 Оксид рения (IV) был помечен раствором нитрата железа (Ш ). Концентрация рас твора – 0.266 моль / литр . Было введено 3 мольных процента из р асчета на Fe 2 O 3 . 3.4. Пол учение K 3 ReO 5 Методика . Смесь двух оксидов ReO 2 и KO 2 в молярной п ропорции 1 и 3 нагревают 3 часа в токе к ислорода при температуре 400 о С . Мезоперренат количественно обра зуется по реакции ReO 2 + 3 KO 2 = K 3 ReO 5 + 3/2 O 2 [9] Нагревание производят постепенно , чтобы образующийся в ходе реакции Re 2 O 7 , обладающий повышенной летучес тью , не возогнался . Нагревание проводят не более чем на 100 о С в час . [8] Синтез был проведен по данной методик е . 0.2176 г . полученного ранее диоксида рения и 0.2122 г . пероксида калия перемешали в сухой камере и спекали в серебряной лодочке повышая т емпературу на 100 градусов в час до тех пор , пока температура не ст ала равной 400 о С , а потом нагревание продолжали еще в течение 3х часов . С полученного желт о-зеленого порошка была снята рентгенограмма , подтвердившая наличие перрената калия . По исч езновени ю пиков диоксида рения можно было судить о том , что он прореагировал весь . Оставшиеся пики можно приписать проду ктам разложения пероксида калия. Идентификация K 3 ReO 5 2 d экспер. , А данные лит ературы. I/I 0 данные литературы 21.20 4.88 4.89 100 100 34.25 3.04 3.05 58 93 35.8 2.912 2.918 33 55 51.5 2.06 2.065 60 37 60.0 1.79 1.791 25 26 4. Вывод ы. 1. Проанализирована ли тература по твердофазн ы м синтезам перренатов щелочных ме таллов и сделано заключение о том , что в условиях синт езов возможно провести введение добавки 57 Fe. 2. Отработана методика получения мезоперрената калия твердофазным синтезом при условиях , позволяющих ввести добавку 57 Fe. 3. Синтезирован K 3 ReO 5 . 5. Список л итературы. 1. К.Б.Лебедев , “Р ений” , , М .: Государственное научно-техническое издат ельство литературы по черной и цветной ме таллургии , 1963. 2. В.И.Спицын , Л.И.М артыненко , “Неорганическая химия” , М .: Изд . МГУ , 1991. 3. Ф.Коттон , Дж.Уи лкинсон , “Современ ная неорганическая химия” М .: Мир , 1969. 4. М.А.Филянд , Е.И.С еменова , “Свойства редких элементов” , М .: Госуда рственное научно-техническое издательство литературы по черной и цветной металлургии , 1953. 5. Л.В.Борисова , Е. Ф.Сперанская , “Кинетические методы определения рения” , М : Наука , 1994. 6. О.А.Сонгина , “Редкие металлы” , М .: Государственное научно-техническое издательство литературы по черной и цветно й металлургии , 1951. 7. И.Друце , “Рений” , М .: ИЛ , 1951. 8. Gerard Duquenoy, “ Nouvelles methodes de sy ntheses dans l ’ etat solide de sels alcalins d ’ elements a valences superieures” , Revue de Chimie minerale, t.8, 1971, pg.683. 9. Andre Chretien, Gerard Duquenoy, “ Syntheses entre solides a partir d ’ un superoxyde alcalin; mesoperrenates de potassium, rubidi um, ou cesium.” , Chimie Minerale, t.268, 1969. 10. Р.Рипан , И.Четя ну , “Неорганическая химия” , М .: Мир , 1972. 11. Л.В.Борисова , А. Н.Ермаков , “Аналитическая химия рения” , М .:Наука , 1974. 12. “Руководство по неорганическому синтезу” , редактор Г.Брауэр , М. : Мир , 1985. 13. Б.В.Некрасов “О сновы общей химии” , М .: Химия , 1973. 14. Ю.Д . Перфильев “Матричная стабилизация неустойчивых состояний окисления элементов” , Журнал российского хим ического общества им . Д.И.Менделеева , том XLII, 1998 . 15. M.Tromel und H.D ollung “ Die Kristallstruktur von K 3 IO 5 ” Z.anorg. allg. Chem. 411, 41-48, 1975. 6. Приложени е 6.1 Рений. Атомный номер 75 Атомный вес 186.31 Изотопы 185 (37.1%), 187 (62.9%) Т пл 3170 о С Т кип 5870 о С Радиус атома 1.373 А Параметры кристаллической решетки а =2.755 А с =4,4493 А Плотность 21.01 г / c м 3 Модуль упругости 47000 кГ / мм 2 (20 о С ) 6.2 Свойства перрената калия. Растворимост ь 18 о С 9.52 г / л 21.5 о С 10.7 г / л 28 o C 17.6 г / л Т пл 518 о С Т кип 1370 о С Плотность 4.38 г / см 3 Структурный тип шеелита а = 5.674 А с = 12.688 А Длина связи R е – О 1.719 А К – О 2.785 – 2.872 А Угол О -Rе-О 109.2 o -110 o
1Архитектура и строительство
2Астрономия, авиация, космонавтика
 
3Безопасность жизнедеятельности
4Биология
 
5Военная кафедра, гражданская оборона
 
6География, экономическая география
7Геология и геодезия
8Государственное регулирование и налоги
 
9Естествознание
 
10Журналистика
 
11Законодательство и право
12Адвокатура
13Административное право
14Арбитражное процессуальное право
15Банковское право
16Государство и право
17Гражданское право и процесс
18Жилищное право
19Законодательство зарубежных стран
20Земельное право
21Конституционное право
22Конституционное право зарубежных стран
23Международное право
24Муниципальное право
25Налоговое право
26Римское право
27Семейное право
28Таможенное право
29Трудовое право
30Уголовное право и процесс
31Финансовое право
32Хозяйственное право
33Экологическое право
34Юриспруденция
 
35Иностранные языки
36Информатика, информационные технологии
37Базы данных
38Компьютерные сети
39Программирование
40Искусство и культура
41Краеведение
42Культурология
43Музыка
44История
45Биографии
46Историческая личность
47Литература
 
48Маркетинг и реклама
49Математика
50Медицина и здоровье
51Менеджмент
52Антикризисное управление
53Делопроизводство и документооборот
54Логистика
 
55Педагогика
56Политология
57Правоохранительные органы
58Криминалистика и криминология
59Прочее
60Психология
61Юридическая психология
 
62Радиоэлектроника
63Религия
 
64Сельское хозяйство и землепользование
65Социология
66Страхование
 
67Технологии
68Материаловедение
69Машиностроение
70Металлургия
71Транспорт
72Туризм
 
73Физика
74Физкультура и спорт
75Философия
 
76Химия
 
77Экология, охрана природы
78Экономика и финансы
79Анализ хозяйственной деятельности
80Банковское дело и кредитование
81Биржевое дело
82Бухгалтерский учет и аудит
83История экономических учений
84Международные отношения
85Предпринимательство, бизнес, микроэкономика
86Финансы
87Ценные бумаги и фондовый рынок
88Экономика предприятия
89Экономико-математическое моделирование
90Экономическая теория

 Анекдоты - это почти как рефераты, только короткие и смешные Следующий
- Вчера в подворотне пятеро гопников лайкнули Сосо...
Anekdot.ru

Узнайте стоимость курсовой, диплома, реферата на заказ.

Банк рефератов - РефератБанк.ру
© РефератБанк, 2002 - 2016
Рейтинг@Mail.ru