Способ получения пироантимоната ртути (ii)

 

Использование: в неорганической химии при получении соединений сульмы и ртути. Сущность способа: растворы уксуснокислой ртути (II) и гидроксида калия добавляют к раствору гексагидроксоантимоната калия. Молярное соотношение K[Sb(OH)₆] : Hg(CH₃COO)₂ : KOH=2:(2-3):(6-8). Перемешивают и нагревают в течение 10-15 мин. Осадок отделяют, промывают его горячей водой и сушат на воздухе при 100-120°С. Время сушки 15-60 мин. 1 табл.

Изобретение относится к неорганической химии и касается способов получения красного пироантимоната ртути, находящего применение в электронной технике.

Известен способ получения пироантимоната ртути методом твердофазного синтеза путем спекания смеси оксидов ртути (II) HgO и сурьмы (III) Sb₂O₃ при 500^оС в атмосфере кислорода в течение 48 ч [1] Недостатками способа являются сложность получения химически однородного продукта из-за гетерогенного проведения реакции, а также длительность и пожароопасность процесса.

Наиболее близким к изобретению является способ получения антимоната ртути (II) путем соединения водных растворов гексагидроксоантимоната калия и соли ртути (II). Раствор гексагидроксоантимоната калия К[Sb(OH)₆] сливают с раствором хлорида ртути (II) HgCl₂. При добавлении к суспензии антимоната ртути, полученной сливанием растворов указанных реагентов, кипящей воды или концентрированного раствора углекислого калия наблюдалось образование соединения красного цвета [2] Недостатками указанного способа являются вероятность соосаждения с антимонатом ртути (II) основного карбоната ртути HgCO₃HgO, загрязненность конечного продукта хлорид-ионами, что является типичным для процессов кристаллизации из растворов хлоридов и полисурьмяными соединениями. Кроме того, дисперсность продукта при выполнении условий проведения синтеза является трудно контролируемой величиной, что приводит к получению многоцветных полидисперсных фракций (от желтых до красных) и рентгеноаморфных фаз.

Цель изобретения повышение чистоты получаемого продукта и достижение надежной воспроизводимости дисперсности и степени кристаллизации продукта.

Для этого в способе получения пироантимоната ртути (II) путем сливания водных растворов гексагидроксоантимоната калия и соли ртути (II) в качестве ртутьсодержащего реагента берут уксуснокислую ртуть Hg(CH₃COO)₂, добавляют ее и раствор гидроксида калия КОН к раствору гексагидроксоантимоната калия при непрерывном нагревании и перемешивании, причем мольное соотношение исходных веществ составляет К[Sb(OH)₆]Hg(CH₃COO)₂:КОН2:(2-3):(6-8), образовавшуюся суспензию нагревают и перемешивают в течение 10-15 мин, полученный темно-красный осадок отделяют на фильтре, промывают горячей водой и сушат на воздухе при t 100-120^оС в течение 15-60 мин.

Новизна данного предложения состоит в новой совокупности известных признаков.

Изобретательский уровень подтверждается тем, что взаимодействие между собой признаков новой совокупности позволяет получить новое свойство, а именно однородный продукт, исключить получение многоцветных фракций, а также достигнуть надежной воспроизводимости дисперсности и степени кристалличности продукта.

Использование вместо уксуснокислой ртути (II) Hg(CH₃COO)₂ азотнокислой ртути (II) Hg(NO₃)₂ приводит к загрязнению продукта полисурьмяными соединениями, а использование хлорида ртути (II) HgCl₂ к загрязнению продукта хлорид-ионами.

Гидроксид калия КОН обеспечивает сильнощелочную среду (рН 13). В случае использования вместо него углекислого калия K₂CO₃ продукт оказывается загрязненным рентгеноаморфными образованиями. В этом случае на качество получаемого продукта существенно влияют процессы старения растворов реагентов. Выделение мелкодисперсной кристаллической фазы продукта оранжевого цвета может быть осуществлено только с применением декантации, что нетехнологично.

П р и м е р 1. К 200 мл горячего водного раствора 8 г гексагидроксоантимоната калия K[Sb(OH)₆] при непрерывном перемешивании приливают 50 мл водного раствора 10 г уксуснокислой ртути Hg(CH₃COO)₂ и 30 мл водного раствора 5 г гидроксида калия КОН. Нагревание и перемешивание продолжают в течение 15 мин. Образовавшийся темно-красный осадок отделяют на фильтре, промывают горячей водой до рН 7 в промывных водах и сушат на воздухе при t 100^оС в течение 15 мин. Выход готового продукта 6,9 г (59%).

П р и м е р 2. К 200 мл горячего водного раствора 8 г гексагидроксоантимоната калия K[Sb(OH)₆] при непрерывном перемешивании приливают 60 мл водного раствора 12 г уксуснокислой ртути Hg(CH₂COO)₂ и 35 мл водного раствора 6 г гидроксида калия КОН. Нагревание и перемешивание продолжают в течение 15 мин. Образовавшийся темно-красный осадок отделяют на фильтре, промывают горячей водой до рН 7 в промывных водах и сушат на воздухе при t 100^оС в течение 15 мин. Выход 8,9 г (68%).

П р и м е р 3. К 200 мл горячего водного раствора 8 г гексагидроксоантимоната калия K[Sb(OH)₆] при непрерывном перемешивании приливают 75 мл водного раствора 15 г уксуснокислой ртути Hg(CH₃COO)₂ и 40 мл водного раствора гидроксида калия, содержащего 6,5 г КОН. Нагревание и перемешивание продолжают в течение 15 мин. Образовавшийся вишнево-красный осадок отделяют на фильтре, промывают горячей водой до рН 7 в промывных водах и сушат на воздухе при t 100^оС в течение 30 мин. Выход продукта 10,8 г (71%).

Во всех приведенных примерах мольное соотношение исходных веществ составляет K[Sb(OH)₆]Hg(CH₃COO)₂:КОН2:(2-3):(6-8).

Полученные соединения идентифицировались результатами элементного анализа на ртуть и сурьму, а также ИК-спектроскопическими и рентгенодифракционными методами анализа.

По результатам элементного анализа обнаружено, что содержание ртути в пределах 53-72 мас. сурьмы 15-26 мас. В таблице отражены данные, соответствующие приведенным выше примерам осуществления способа.

Результаты ИК-спектроскопического анализа показывают, что в ИК-спектрах всех полученных образцов присутствуют две интенсивные широкие полосы поглощения (590 см^-1, 470 см^-1), что характерно для пироантимонатов. Полосы поглощения, характерные для координированных гидроксил-ионов, молекул воды и ацетат-ионов, отсутствуют.

Рентгенодифракционные спектры свидетельствуют об отсутствии примесей реагентов и свободных оксидов ртути и сурьмы.

Преимущества предлагаемого способа по сравнению с прототипом состоят в значительном улучшении качества продукта за счет повышения степени его кристалличности, повышении чистоты получаемого продукта, а также в обеспечении надежной воспроизводимости дисперсности продукта.

Приведенные результаты физико-химических исследований подтверждают как состав, так и чистоту целевого продукта.

Инфракрасные спектры регистрировали на спектрофотометре ИКС-29 в области 4200 см^-1 400 см^-1 в образцах, таблетированных в бромиде калия. Рентгенодифрактограммы снимали на дифрактометре ДРОН-2,0 с излучением CuK, отфильтрованным никелевым фильтром. Анализ на ртуть проводили титрованием щелочи, выделившейся при взаимодействии оксида ртути с иодидом калия, при этом оксид ртути предварительно выделяли из навески препарата. Анализ на сурьму проводили весовым методом (прокаливанием навески препарата) и спектрофотометрически.

Формула изобретения

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПИРОАНТИМОНАТА РТУТИ (II) путем смешивания водных растворов соли ртути (II) и гексагидроксоантимоната калия, отличающийся тем, что в качестве соли ртути (II) используют уксуснокислую ртуть (II), при смешивании в раствор гексагидроксоантимоната калия дополнительно вводят раствор гидроксида калия и процесс смешивания ведут при непрерывном нагревании и перемешивании при молярном соотношении гексагидроксоантионата калия уксуснокислой ртути гидроксида калия, равном 2 (2 3) (6 8), образовавшуюся суспензию нагревают и перемешивают в течение 10 15 мин, полученный при этом осадок отделяют на фильтре, промывают горячей водой и сушат на воздухе при 100 120^oС в течение 15 60 мин.

РИСУНКИ

Рисунок 1