Фторотанталат - калий
Cтраница 2
 |
Образование сплавов никеля с танталом. [16] |
Тантал не сплавляется с медью при любых температурах, и следовательно, пайка тантала является пока не решенной задачей. Пайка серебром на воздухе производится иногда в ванне из расплавленного фторотанталата калия. Для вакуумной пайки применяется покрытие толстым слоем никеля или платины. [17]
Способ заключается в обработке концентратов плавиковой кислотой при нагревании острым паром, фильтровании полученного раствора, осаждении фторотанталата калия добавлением K. [18]
Единственно известные фториды ниобия и тантала - летучие пентафто-риды - образуются при прямом фторировании элементов или же в результате реакции между фтористым водородом и соответствующими пентахлори-дами. Наиболее важными из этих соединений являются фторотанталаты и фторооксиниобаты калия; они резко различаются по своей растворимости, что служит основой метода разделения тантала и ниобия. Фторотанталат калия применяется также для получения металлического тантала. [19]
 |
Высоковакуумная печь для спекания тантала ( Murex Ltd, Rainham, Англия [ Л. 50 ]. [20] |
Фторотанталат калия благодаря его плохой растворимости можно отделить от сопутствующего ему фторониобата калия, который в 12 раз лучше растворяется в воде, путем многократной перекристаллизации. Дальнейшая обработка фторотааталата калия и превращение его в чистый металлический тантал может производиться различными методами. [21]
Растворяют 0 5 - 1 г окислов, предпочтительно свободных от титана, в точно необходимом количестве фтористоводородной кислоты. Если введен избыток кислоты, его удаляют выпариванием и затем осадок растворяют в воде. Осадок фторотанталата калия сразу же промывают горячей водой ( двумя порциями по 10 мл) и сохраняют. Фильтрат вываривают досуха, после чего нагревают при 120 С. Выпаривают, растворяют остаток в 10 мл воды и снова выпаривают. [22]
Электролиз проводят приблизительно при 900 в открытых чугунных тиглях, которые служат катодами; процесс является периодическим. В качестве анодов применяются графитовые стержни, подвешенные в тиглях. Тантал отлагается к виде мелкокристаллических агрегатов; фторотанталат калия и пятиокись добавляют в тигель периодически в течение одного цикла электролиза. Когда осадок заполняет тигель, электролиз прекращают. Восстанавливается только около 50 % соединений тантала, введенных в электролизер [ 881, так что в течение всего цикла частицы тантала окружены фторотанталатом калия. Это защищает их от действия воздуха при температуре ванны. [23]
Особенно тщательно изучал Берцелиус кислородные соединения тантала. Первоначально Берцелиус ошибочно считал, что при восстановлении окисла тантала в угольном тигле получается металлический тантал [17], поэтому он признавал существование одного окисла. В дальнейшем, когда он получал металлический тантал, восстанавливая фторотанталат калия щелочными металлами, были найдены различные свойства продуктов восстановления, полученных в угольном тигле и под действием щелочных металлов. На основании этого Берцелиус впервые принял, что тантал имеет две степени окисления - высшую, названную им танталовой кислотой, и низшую ( полученную при прокаливании в угольном тигле), названную окисью тантала. Берцелиус первый пытался определить атомный вес тантала; но так как его препараты были загрязненными, а формулы, принятые Берцелиусом, неверными, то эти попытки имеют лишь исторический интерес. [24]
Особенно тщательно изучал Берцелиус кислородные соединения тантала. Первоначально Берцелиус ошибочно считал, что при восстановлении окисла тантала в угольном тигле получается металлический тантал, в связи с чем принимал существование одного окисла. В дальнейшем, когда он для получения металлического тантала восстанавливал фторотанталат калия щелочными металлами, были установлены различные свойства продуктов восстановления в угольном тигле и под действием щелочных металлов. На основании этого Берцелиус впервые принял, что тантал имеет две степени окисления - одну из них, высшую, оя назвал танталовой кислотой, а низшую, которая получается при прокаливании в угольном тигле - окисью тантала. Берцелиус впервые пытался определить атомный вес тантала; но так как его препараты были нечистыми, а формулы, принятые Берцелиусом - неверными, то эти попытки имели лишь исторический интерес. Хотя оба метода Берцелиуса для получения металлического тантала были принципиально верны, но процент металлического тантала в продуктах восстановления был очень низок. [25]
Растворяют 0 5 - 1 г окислов, предпочтительно свободных от титана, в точно необходимом количестве фтористоводородной кислоты. Если введен избыток кислоты, его удаляют выпариванием и затем осадок растворяют в воде. Выпаривают досуха и обрабатывают остаток 0 75 % - ной фтористоводородной кислотой при кипячении. Осадок фторотанталата калия сразу же промывают горячей водой ( двумя порциями по 10 мл) и сохраняют. Выпаривают, растворяют остаток в 10 мл воды и снова выпаривают. Растворение остатка в воде и выпаривание раствора повторяют еще 2 раза, в результате чего соль K4Ta4O5F14 стабилизуется и может быть отфильтрована. [26]
Комплексные фтор окис лоты и их соли. Земельные кислоты легко растворимы во фтористоводородной кислоте с образованием комплексных фторокислот, производных пентафторидов ниобия и тантала. Эти комплексные кислоты нестойки и не могут быть выделены, но они дают прочные кристаллические соли аммония и щелочных металлов, из которых наиболее важны калиевые соли. При кипячении разбавленного нейтрального раствора фторотанталата калия медленно образуется белый осадок основной соли. Фторониобат калия K2NbF7 изоморфен с соответствующим фторотанталатом, но обладает значительно большей растворимостью в присутствии фтористоводородной кислоты. В разбавленных кислых растворах гидролизуется с образованием фтороксишюбата K2NbOF5, который выделяется в форме тонких моноклинных лластинок; растворимость фтороксиниобата составляет 8 г в 100 мл 1 % - ной фтористоводородной кислоты. Классический метод Мариньяка для отделения тантала от ниобия, который до сих пор применяется при извлечении металлов из их руд, основан на значительной разнице в величинах растворимости фторотанталатов и фтороксиниобатов. Аммонийные соли, соответствующие описанным выше трем калийным солям, при хроматографическом разделении метплэтилкегоном в колонке с целлюлозой ведут себя различно. Нормальные соли вымываются смесью кетона с фтористоводородной кислотой, содержащей 15 % 48 % - ной HF, а та же смесь, но с содержанием 1 % фтористоводородной кислоты, вымывает только нормальную соль тантала. Соль ниобия в результате гидролиза переходит во фторокси-ниобат, который не извлекается растворителем. [27]
Электролиз проводят приблизительно при 900 в открытых чугунных тиглях, которые служат катодами; процесс является периодическим. В качестве анодов применяются графитовые стержни, подвешенные в тиглях. Тантал отлагается к виде мелкокристаллических агрегатов; фторотанталат калия и пятиокись добавляют в тигель периодически в течение одного цикла электролиза. Когда осадок заполняет тигель, электролиз прекращают. Восстанавливается только около 50 % соединений тантала, введенных в электролизер [ 881, так что в течение всего цикла частицы тантала окружены фторотанталатом калия. Это защищает их от действия воздуха при температуре ванны. [28]
Согласно другому варианту метода1, смесь окислов растворяют в точно необходимом для образования двойных фторидов количестве фтористоводородной кислоты. Осадок отфильтровывают, промывают холодным насыщенным раствором хлорида калия и затем растворяют в воде, содержащей небольшое количество фтористоводородной кислоты. К раствору прибавляют еще некоторое количество раствора хлорида калия, охлаждают и фильтруют. Осадок промывают, как прежде, и затем нагревают с серной кислотой для удаления фтора. Остаток растворяют в воде, подкисленной соляной кислотой, и осаждают тантал аммиаком. Фильтраты, после отделения фторотанталата калия, выпаривают с серной кислотой, нагревают до удаления фтора и определяют ниобий, как в предыдущем методе. Если в смеси окислов присутствует титан, его определяют колориметрическим способом в обоих осадках-ниобия и тантала. [29]
Согласно другому варианту метода1, смесь окислов растворяют в точно необходимом для образования двойных фторидов количестве фтористоводородной кислоты. Осадок отфильтровывают, промывают холодным насыщенным раствором хлорида калия и затем растворяют в воде, содержащей небольшое количество фтористоводородной кислоты. К раствору прибавляют еще некоторое количество раствора хлорида калия, охлаждают и фильтруют. Осадок промывают, как прежде, и затем нагревают с серной кислотой для - удаления фтора. Остаток растворяют в воде, подкисленной соляной кислотой, и осаждают тантал аммиаком. Фильтраты, после етделения фторотанталата калия, выпаривают с серной кислотой, нагревают до удаления фтора и определяют ниобий, как в предыдущем методе. Если в смеси окислов присутствует титан, его определяют колрри-метрическим способом в обоих осадках - ниобия и тантала. [30]
Страницы: 1 2