Реферат: Твердофазный синтез перрената калия (WinWord97/2000)
Как правило, метаперренаты имеют более низкую растворимость и большую термическую устойчивость, чем соответствующие перхлораты и перманганаты. Если проследить за поведение при нагревании KReO4 , KMnO4 , KClO4 и KIO4 , можно установить, что KReO4 плавится при 518о С и кипит при 1370о С, в то время как KMnO4 разлагается при 200о С, KClO4 – при 400о С и KIO4 – при 600о С. Примерами соединений рения с низкой растворимостью являются метаперренаты калия, рубидия, цезия, таллия, серебра, нитрона и стрихнина. [10]
Помимо нормальных перренатов известны желтые или оранжевые соли некоторых щелочных или щелочноземельных металлов, производящиеся от более богатых водой форм рениевой кислоты – H3 ReO5 (мезоперренаты) и H5 ReO6 (ортоперренаты). Получают их обычносухим путем ( совместным нагреванием перренатов с окислами или карбонатами), но лимонно-желтый Ba3 (ReO5 )2 может быть получен также упариванием раствора Ba(ReO4 )2 с большим избытком Ba(OH)2 ( в отсутствие CO2 ).Водой все орто- и мезоперренаты легко разлагаются с образованием нормальных перренатов. [13]
2.2.4.1 Перренат калия.
Перренат калия получается при нейтрализации нагретого раствора рениевой кислоты поташом или едким кали, а также при добавлении в раствор хлористого калия. Эта соль осаждается в виде безводных тетрагонально-бипирамидальных кристаллов.
HReO4 + KOH = KReO4 + H2 O
HReO4 + KCl = KReO4 + HCl [7]
Теплота образования соли – 263 ккал. Соль кипит без разложения при 1370о С. Зависимость давления диссоциации расплавленного перрената калия от температуры выражается уравнением :
lg p = -14188 /T + 13.28
Растворимость перрената калия в воде сравнительно низка и сильно зависит от температуры, что позволяет очищать соль перекристаллизацией. Присутствие избытка ионов калия понижает растворимость перрената калия, благодаря чему его можно очищать от калиевых солей других металлов (молибдатов, хромитов и др.). В кислых растворах перренат калия растворим лучше, чем в воде, в том числе и в самой рениевой кислоте. [1]
При обработке метаперренатов в кислой среде смесью KCNS с SnCl2 образуется оранжево-желтое соединение ReO(SCN)4 , которое может быть экстрагировано эфиром, бутилацетатом или циклогексаноном.
2 KReO4 + 8 KCNS + SnCl2 + 12 HCl = 2 ReO(SCN)4 + SnCl4 + 10 KCl + 6 H2 O
При длительном пропускании H2 S через нейтральный концентрированный холодный раствор метаперрената калия образуется зеленовато-желтый раствор, который содержит тиоперренат калия:
KReO4 + H2 S = KReO3 S + H2 O [10]
Смесь двух оксидов ReO2 и KO2 ( или RbO2 , CsO2 ) в молярной пропорции 1 к 3 выдерживается при 400о С 3 часа. Мезоперренат количественно образуется по реакции :
ReO2 + 3 KO2 = K3 ReO5 + 3/2 O2
В воде мезоперренат гидролизуется
K3 ReO5 + H2 O = 3 K+ + ReO4 - + 2 OH-
Если взять оксиды в другой пропорции, образуется смесь перренатов
KO2 + ReO2 = KReO4
2 KO2 + ReO2 = ½ ( K3 ReO5 + KReO4 ) + ¾ O2 [9]
В процессе реакция протекает по схеме :
2 KO2 = 3/2 K2 O2 + 3/2 O2
ReO2 + 3/2 O2 = ½ Re2 O7 + ¾ O2
½ Re2 O7 + 3/2 K2 O2 = Me3 ReO5 + ¾ O2
3 KO2 + ReO2 = K3 ReO5 + 3/2 O2 [8]
3. Экспериментальная часть.
В ходе данной работы из металлического рения были поэтапно синтезированы : рениевая кислота, перренат аммония, затем его разложением – двуокись рения, а затем спеканием с супероксидом калия был получен перренат калия.
3.1. Использованные реактивы
Для работы использовались следующие реактивы : пруток рения ОСЧ, супероксид калия фирмы “Aldrich”.
3.2. Методы исследования
Идентификация проводилась методом рентгено-фазового анализа ( установка ДРОН – I ).
3.3. Получение оксида рения(IV)
Необходимо было синтезировать оксид рения (IV),так как потом в него можно было ввести метку 57 Fe. ReO2 синтезировали путём разложения перрената аммония, осажденного из раствора рениевой кислоты.
а. Получение HreO4 .