Получение феррата натрия электролизом

[popoveo]

Попытался получить феррат электролизом, по реакции, аналогичной Fe+2KOH+H20->(электролиз)->K2FeO4+3H2. (Лидин, Молочко, Андреева - Химические свойства неорганических веществ). По причине отсутствия калиевой щелочи взял натриевую. По-скольку нигде не нашел условия проведения реакции варьировал их в широких пределах:

1) Концентрацию щелочи (от 0.05моль/л до насыщения)

2) Марки стали анода(старался брать те, которые содержат минимальное количество примесей помимо углерода)

3) Температуру (от -4С до кипения)

4) В одном из источников прочитал, что в электролит добавляется существенная часть (тоже без конкретных цифр) хлорида натрия. Изменял пропорции тоже в широких пределах.

5) Плотность тока (от 100мА до 30А на дм^2)

 

Катод из графита для дуговых печей.

 

Результат следующий (единственный интересный) - раствор насыщенного желто-коричневого цвета (прозрачный, не отстаивается) - предположительно за счет комплекса Na[Fe(OH)4]. В процессе электролиза выделяется O2 и Н2, немного хлора. Раствор - сильный окислитель, среда щелочная, сколько электролиз не веди.

Но вишневые кристаллы Na2FeO4 получается на аноде только в следовых количествах в сильно насыщенном электролите.

 

Пробовал доокислить феррит до феррата с графитовым анодом. Вел электролиз в течение 6 часов. Ничего не изменилось (кроме концентрации раствора )

 

Если кто-либо получал ферраты, волифроматы, молибдаты или перманганаты электролизом просьба поделиться.

 

P.s. Зачем в электролит добавляют хлорид? Для получения хлора в качестве дополнительного окислителя?

[sharpneedles]

Ну что же... Попробуем разобраться, если коллеги раньше меня не подтянутся.

[popoveo]

Ну что же... Попробуем разобраться, если коллеги раньше меня не подтянутся.

 

Спасибо!

У меня единственное предположение, что щелочь все-таки должна быть калиевой, т.к. у феррата калия низкая растворимость и за счет этого равновесие в реакции смещено вправо. Тем не менее ничто же мешает нам получать, например, хорошо растворимый хлорат натрия также электролитическим окислением... Я, конечно, понимаю, что механизм реакций принципиально разный, но только до стадии получения феррита - а далее должно быть тоже самое.

[mypucm]

Получить феррат(VI), на самом деле, не такая простая задача. Я его пытался получать на первом курсе на неорганике. И еще у народа из других групп такое же задание было. Этот народ поступил как умные люди, нарыл подробные методики, кажись, через реакцию железа (восстановленного водородом, никак не иначе!) с расплавом натриевой селитры. Я же в первом попавшемся учебнике прочитал, что он получается действием брома или хлора на щелочные растворы железа(III). Высказанную мною методику преподаватель одобрил. А надо было получать малорастворимый феррат(VI) бария. Дали мне FeCl₃, щелочь, бром, я все слил, получил мутную коричневую каку, которую вылил в раствор хлорида бария. У видевшей это преподавательницы округлились глаза (и я вспомнил: блин, надо было барий приливать к реакционной смеси, иначе феррат(VI) бария осадится вместе с карбонатом!). Получившийся осадок я благополучно выдал за феррат(VI) бария, но на защите работы от меня потребовали добавить к этому феррату солянки - мол, для доказательства: это сильный окислитель, должен пойти хлор. Я добавил, хлор пошел. Синтез мне зачли с оценкой 4, и если бы я лил барий в смесь, а не наоборот, то получил бы 5. Хотя абсолютно уверен, что никакого феррата(VI) бария я так и не получил, а хлор выделялся из-за реакции со следами (или не следами) бромата, которые я плохо отмыл. А народ, который действовал по "правильным" методикам, мучился с этим синтезом страшно, я даже не знаю, чем все это у них закончилось.

[Vova]

3) Температуру (от -4С до кипения)

Температура однозначно должна быть низкой. Графитовые электроды не допустимы.

 

Пару месяцев назад попытался получить феррат сплавлением окисда железа с гидроксидом и хлоратом калия. Ничего хорошего не вышло, дальше пробовать не стал - было много другой работы.

[popoveo]

Спасибо за ответы. Знаю, что есть такая методика:

 

"3 массовые части гидроксида натрия растворяют в 7,5 массовых частей воды и через раствор при охлаждении пропускают хлор, чтобы привес раствора составил 18-19%. Затем к раствору добавляют при взбалтывании 7 массовых частей измельченного гидроксида натрия. Раствор охлаждают до температуры 20°С и выпавший осадок соли отфильтровывают. К раствору (фильтрату) гипохлорита натрия добавляют отдельными порциями при взбалтывании 25 массовых частей девятиводного нитрата железа(III). К полученному раствору феррата натрия для осаждения прибавляют отдельными порциями 15 массовых частей насыщенного при температуре 30°С раствора гидроксида калия. Раствор все время перемешивают и охлаждают. Выпавший кристаллический осадок феррата калия промывают эфиром на стеклянном фильтре и высушивают в вакуум-эксикаторе.

Для очистки соль перекристаллизовывают: ее растворяют при непрерывном взбалтывании в охлажденном 3-4 М растворе гидроксида калия, профильтровывают и фильтрат переливают в равный объем концентрированного охлажденного раствора гидроксида калия. Выпавший осадок отсасывают на фильтре, промывают спиртом, эфиром и высушивают в вакуум-эксикаторе."

 

Но интересна именно технология получения ЭЛЕКТРОЛИЗОМ. Нигде не могу найти. Может быть, кто-нибудь знает ссылку.

 

to Vova:

1. Вроде в химическом методе получения используется температура 20-30°С. Низкая только для получения гипохлорита и осаждения хлорида.

2. И почему недопустимы графитовые электроды? Неужели феррат настолько сильный окислитель, что будет в водном растворе при низкой температуре реагировать с графитом? По-моему, даже сухой фтор без нагревания не реагирует.

3. Сплавлением, наверное, и не получится. Температура разложения ферратов щелочных металлов 160-240°С

 

to mypucm:

"через реакцию железа (восстановленного водородом, никак не иначе!)" - Имеется ввиду общая химическая чистота, или чтобы изначально примесей оксидов железа не было? Если второе, то непонятно - все равно же окислять будем.

[mypucm]

"через реакцию железа (восстановленного водородом, никак не иначе!)" - Имеется ввиду общая химическая чистота, или чтобы изначально примесей оксидов железа не было? Если второе, то непонятно - все равно же окислять будем.

Честно говоря, почему это - не знаю. Но народ реально бегал по всему факультету и искал, где есть восстановленное железо.

[jon1]

Попытался получить феррат электролизом, по реакции, аналогичной Fe+2KOH+H20->(электролиз)->K2FeO4+3H2. (Лидин, Молочко, Андреева -

обязательно должна быть диафрагма, что бы разделить катодное и анодное пространство. Я использовал сломанный стеклянный фильтр. феррат натрия хорошо растворим, поэтому его в сухом виде не получил. феррат калия выделяется при охлаждении анолита через 3-4 часа электролиза. температура процесса не выше 40. электроды (у меня были) трансформаторные пластины. концентрация КОН 40%. отфильтровал феррат калия и оставил сушиться на бумажном фильтре. на утро он почти весь разложился.

[antabu]

Если кто-либо получал ферраты, волифроматы, молибдаты или перманганаты электролизом просьба поделиться.

C вольфраматом вообще никаких проблем - вольфрам в щёлочи на аноде окисляется стопроцентно, а на катоде стопроцентно восстанавливается водород, вольфрамат получается в растворе. С молибденом должно быть аналогично.

[sharpneedles]

Зачем в электролит добавляют хлорид? Для получения хлора в качестве дополнительного окислителя?

Скорее всего - да. Газообразный хлор в щелочных растворах соединения железа (III) окисляет до соединений железа (VI) - то есть до ферратов, например, до того самого феррата калия K₂FeO₄.