NaOH (едкий натр). Проблема с расплавлением. Посуда.

[Petruha04]

По моему, TiO2 спекают напрямую толи с серной кислотой, толи с гидросульфатом.

 

То, что я читал - Крепкая (96-98%) серная кислота, добавка либо сульфата аммония, либо сульфата натрия и всё это при 250 гр.Ц отдымливается в течении нескольких часов. Разбавляют водой и получают сульфат титанила.

Сейчас ещё параллельно в колбе (теперь легче, хоть какие-то посудины есть) отдымил час с лишним 2 г. Всё взвешивал, всё по рецепту. Только H2S не буду пропускать, т.к. серная довольно чистая, а TiO2 "ч". Отфильтровал и осадок сушу. Тоже взвешу, чтобы примерно знать - сколько вступило в реакцию и сколько можно получить метатитановой кислоты.

 

Просто заметил, что в расплаве NaOH реакция идёт в разы быстрее, поэтому хочу найти приемлемую посудину для спекания NaOH c TiO2, чтобы не было потом проблем с очищением.

[Petruha04]

1. Там не говорится о сульфидах именно железа. В описанных условиях могут выпадать сульфиды меди, серебра, висмута, а у FeS ПР великоват.

 

 

2. При последующем растворении в воде этой штуки вместе с остатками NaOH всё железо и непрореагировавший TiO2 должны выпасть в осадок.

 

 

1. По железу я понял, но ничего другого тоже не выпало. Допустим, что больше ниодин из элементов сплава не прореагировал с NaOH. Получается, что нужно раствор разбавленной серной кислотой подводить к pH = 7 и уже этот раствор обрабатывать H2S для удаления железа? Так? Допустимо ли в щелочную сторону чуть сдвинуть pH?

 

2. В том то и дело, что там в любом случае всё выпадает в осадок. Даже, если и железо тоже, то всё равно нужно весь осадок растворять в H2SO4, чтобы извлечь гидратированный TiO2, а вместе с ним и железо уйдёт в раствор.

 

Всем сочувствующим - Огромное спасибо )))

[ВячеславВ]

Получал целевой продукт сплавлением оксида титана с персульфатом натрия при 700 градусах в кварцевом тигле.

 

Вот методика (из дипломной)

 

...Стандартный раствор титана.

Готовился раствор, содержащий 1 г/л (2,0810-3 моль/л) титана.

1,0 г TiO2 смешивали с 8- 10 г бисульфата калия в кварцевом тигле и сплавляли на слабом пламени, нагревая тигель только до тёмно-красного каления до тех пор, пока содержимое не становилось совершенно однородным. После охлаждения тигель с плавом помещали в стакан, приливали 50 -60 мл 10%-ной серной кислоты и нагревали до полного растворения плава, разминая его стеклянной палочкой. Если оставался нерастворимый осадок, его отфильтровывали. Раствор переводили в мерную колбу на 1 л и разбавляли 5%-ной серной кислотой до метки.

[Petruha04]

Выше, про сдвиг в щелочную среду, фигню сморозил ))) Опять всё выпадет - и нужное и ненужное.

Сульфат аммония, я так понял, вводят в двух целях - 1 - улучшение растворимости TiO2; 2 - для осаждения сульфидов при помощи (NH4)2S.

Благо раствор не вылил и в ёмкость перед закупоркой пустоту заполнил H2S. Прилил аммиака и чёрные хлопья и круги пошли, но либо растворились, либо оседают ещё, пока не понял.

 

Получал целевой продукт сплавлением оксида титана с персульфатом натрия при 700 градусах в кварцевом тигле.

 

Вот методика (из дипломной)

 

...Стандартный раствор титана.

Готовился раствор, содержащий 1 г/л (2,0810-3 моль/л) титана.

1,0 г TiO2 смешивали с 8- 10 г бисульфата калия в кварцевом тигле и сплавляли на слабом пламени, нагревая тигель только до тёмно-красного каления до тех пор, пока содержимое не становилось совершенно однородным. После охлаждения тигель с плавом помещали в стакан, приливали 50 -60 мл 10%-ной серной кислоты и нагревали до полного растворения плава, разминая его стеклянной палочкой. Если оставался нерастворимый осадок, его отфильтровывали. Раствор переводили в мерную колбу на 1 л и разбавляли 5%-ной серной кислотой до метки.

 

Огромное спасибо!

Обязательно попробую.

Есть пара важных моментов:

1. TiO2 в какой форме был? Прокалённый выше 800 гр. Ц?

2. "...персульфатом натрия..." далее "...бисульфата калия...". Что лучше взять? По персульфату ещё нужно будет почитать его получение )))

3. Было явно видно, что порошок TiO2 растворился? Плав прозрачным был?

 

Заранее благодарю !

[Petruha04]

Vova ВячеславВ

 

Подскажите пожалуйста источник. Сколько роюсь, а ещё ни разу не натыкался на такую методику по сплавлению TiO2 с гидросульфатами.

 

Заранее благодарю!

[ВячеславВ]

Прошу прощения за путаницу - очень давно был сам эксперимент и методику скопировал и вставил не читая... А сейчас в основном работаю с натриевыми солями.

 

Конечно, лучше взять K₂S₂O₇ (Пиросульфат, бисульфат (?), похоже номенклатурная путаница у меня :( ) - калийные соли обычно предпочтительные...

 

Методику сплавления брал или в книге Марченко Э. Фотометрическое определение элементов, М.: Мир, 1971. или в Шарло Г. Методы аналитической химии, М.: Химия, 1969. 1204 с. - точнее не вспомню... Плав получался однородный, прозрачный, сплавлялось все около 1 часа при температуре красного каления. Содержимое тигля периодически взбалтывалось (ПРОГРЕТЬ ЩИПЦЫ перед тем, как брать тигель, хоть и кварц, но у студентки моей один раз треснул, хотя есть подозрение что не от этого...)

 

Хорошо методики сплавления (да и вообще пробоподготовка!) описаны в Бок. Методы разложения в аналитической химии (о пиросульфатах и гидросульфатах с 86 стр). Еще порекомендую полистать Долежал. Методы разложения горных пород и минералов. М. Мир. 1968. А также неплохо полистать Карпов. Методы пробоотбора и пробоподготовки. М. Бином. 2003.

 

С щелочью тоже плавил многое... Всегда успевает "схватить" воды, всегда железный тигель от этого страдает. Стеклоуглерод загорается при 400. Серебро наилучший вариант. Никелевый тигель был единственный и такой "зеленый", что с ним не экспериментировали .

Титан, в смысле оксид, имхо, очень медленно сплавляется со щелочью. Было дело, интенсифицировал процесс сплавления глинозема с большим количеством оксида титана ультразвуком. При этом брал смесь едкого натрия с едким калием. Там есть эвтектика которая плавится около150, или чуть выше. В общем - электроплитки хватило. И стеклоуглерод страдал мало. Железо страдало и тут. После расплавления смеси, достаточно 1-3 минут обработки УЗ для полного разложения пробы массой до 5 г. Подробности в Плескач Л.И., Ежова Е.П., Чиркова Г.Д. Экспрессное низкотемпературное сплавление проб под воздействием ультразвука // Журн. аналит. химии. – 1990. – Т.45, №6. – С. 1092-1095. Интересно бы было попробовать с пиросульфатом.

[Petruha04]

Прошу прощения за путаницу - очень давно был сам эксперимент и методику скопировал и вставил не читая... А сейчас в основном работаю с натриевыми солями.

 

Конечно, лучше взять K₂S₂O₇ (Пиросульфат, бисульфат (?), похоже номенклатурная путаница у меня :( ) - калийные соли обычно предпочтительные...

 

...

 

Огромное спасибо!

Жаль, но калийные соли для меня пока не доступны.

Попробую с аммонием и натрием.

Отдельное спасибо за подробности процесса (время, температура, цвет расплава), а то гадать всё время приходится - оно или не оно получилось ))).

 

Спасибо за книги.

 

Заинтересовал ультразвук, но журнал "специализированный" и так просто его не найти :( .

 

По очищению раствора:

(NH4)2S осаждает сульфид железа даже из кислой среды, но одновременно осаждает и TiO2, который растворяется в свободной кислоте.

Вчера экспериментировал с результатом кипячения в серной кислоте.

Достаточно чистый продукт, но железо всё же есть (наверное, в электролите есть).

Вроде бы нашел подходящий способ очистки:

Ортотитановая кислота (свежеосаждённая) легко растворяется в H2O2 с образованием пероксида, при этом все нерастворимые в H2O2 соединения остаются в осадке. Быстро шприцем через фильтровальную бумагу отсосал раствор. Раствор, как и положено, через пару часов дал в осадке лимонно-жёлтый пероксид, а частицы на фильтровальной бумаге при высушивании стали коричневыми (железо?).

 

Сегодня попробую сплавить с бисульфатом аммония и бисульфатом натрия.

[Petruha04]

ВячеславВ

 

Громаднющее СПАСИБище )))

 

Провёл 3 эксперимента на скорую руку.

1. Серная + сульфат аммония (по Карякину)

2. бисульфат аммония

3. бисульфат натрия

 

1. Время обработки: 2 ч при 250+ гр. Ц и ещё около 2 часов после разбавления при 50 гр. Ц

Проба 2 г. Растворилось 0,22 г.

 

2. Время обработки: минут 30, т.к. при выходе за 200 гр.Ц начинает возгоняться.

Выход смотреть даже не стал.

 

3. Время обработки: около 40 мин при 400+ гр. Ц (электроплитка с закрытой спиралью).

Проба 0,74 г. Растворилось 0,3 г.

Выход был бы больше, но я не долил серной кислоты и много сульфата образовалось.

 

Бисульфаты делал сам и получились они довольно грязные, т.к. в щелочную среду не уводил и не фильтровал.

Цель была - попробовать, посмотреть, убедиться )))

 

Вывод:

Будем сплавлять с бисульфатом натрия (точнее там пиросульфат образуется и сплавление идёт с ним, но как исходное в-во - бисульфат).

 

Ещё раз огромное спасибо!!!

[МВВ]

С щелочью тоже плавил многое... Всегда успевает "схватить" воды, всегда железный тигель от этого страдает...

В Вики, пишестся , " ... Гидроксид натрия вступает в реакцию с алюминием, цинком, титаном. Он не реагирует с железом и медью (металлами, которые имеют низкий электрохимический потенциал)...".

До какойконцентрации гидрооксида натря в воде железо нейтрально ?

( при температуре 80-90 град).

[ВячеславВ]

В Вики, пишестся , " ... Гидроксид натрия вступает в реакцию с алюминием, цинком, титаном. Он не реагирует с железом и медью (металлами, которые имеют низкий электрохимический потенциал)...".

До какойконцентрации гидрооксида натря в воде железо нейтрально ?

( при температуре 80-90 град).

Гидроксид натрия, конечно же, сам по себе с железом не реагирует. НО! Присутствие влаги (воды) и кислорода действуют разрушающе...Плюс в железе всегда примеси (или вообще сплав!), которые работают как гальванопары...

Смотря что вы хотите от раствора в последующем - если железо не мешает последующим процессам - грейте себе... Особо заметной коррозии при 90 градусах не должно быть.