Способ получения среднего пирофосфата марганца (ш)

 

Изобретение относится к химической технологии, а именно к способу получения среднего пирофосфата марганца /Ш/ состава MN<SB POS="POST">4</SB>(P<SB POS="POST">2</SB>O<SB POS="POST">7</SB>)<SB POS="POST">3</SB><SP POS="POST">.</SP>14H<SB POS="POST">2</SB>O, который используется в качестве титранта для определения восстановителей, а также химического реактива. Целью изобретения является сокращение времени синтеза, повышение выхода и чистоты целевого продукта. Поставленная цель достигается тем, что в способе, включающем взаимодействие MN - содержащего соединения с фосфорной кислотой при повышенной температуре с последующим охлаждением и разбавлением полученного расплава, отделением, промывкой и сушкой целевого продукта, в качестве разбавителя используют водно-диоксановую смесь. При этом взаимодействие MN - содержащего компонента с фосфорной кислотой проводят при 210 - 270°С в течение 20 - 40 мин при соотношении MN:H<SB POS="POST">3</SB>PO<SB POS="POST">4</SB> = 1:(8 - 16), а обработку расплава разбавителем осуществляют при объемном соотношении расплав: вода: диоксан, равном 1:(0,8 - 2) - (0,8 - 6). 2 з.п.ф-лы, 4 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУ6ЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗО6РЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР уапц q г.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4667014/26 (22) 27,03.89 (46) 23.07.91. Бюл. М 27 (71) Научно-исследовательский институт физико †химическ проблем Белорусского государственного университета им. В.И, Ленина (72) В.А. Люцко, Е.Р. Куцева, А.Ф. Селевич и

П.Л. Френкель (53) 661.635 (088.8) . (56) Mollor I.W, А comprehensive treatise on

inorganic and theoretical chemistry, ч. XII, London - N-J - Toronto, 1947, р. 462. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СРЕДНЕГО ПИРОФОСФАТА МАРГАНЦА (Ill) (57) Изобретение относится к химической технологии. а именно к способу получения среднего пирофосфата марганца (III) состава Мп4(РгОт)з. 14НгО. который используется в качестве титранта для определения

Изобретение относится к химической технологии, а именно к,способу получения среднего пирофосфата марганца (1И) состава Мп4(Рг07) . 14НгО, который может быть использован в качестве титранта для определения восстановителей, а также в качестве реагента при получении других фосфатов

Мп (I II).

Цель изобретения — сокращение времени синтеза, повышение выхода и чистоты целевого продукта.

Пример 1. 9,0 r MnPO4. 1,5Нг0 и 50 мл НзРО4 (d = 1,713) (соотношение

Мп: НзР04 = 1;16) перемешивают и нагревают до 230 С, выдерживают при этойтемпературе 30 мин, После охлаждения расплава

„, ЖÄÄ 1664741 А1 (st)s С 01 В 25/38, С 01 G 45/00 восстановителей а также химического реактива. Целью изобретения является сокращение времени синтеза, повышение выхода и чистоты целевого продукта. Поставленная цель достигается тем, что в способе, включающем взаимодействие Мп — содержащего соединения с фосфорной кислотой при повышенной температуре с последующим охлаждением и разбавлением полученного расплава, отделением, промывкой и сушкой целевого продукта, в качестве разбавителя используют водно — диоксановую смесь. При этом взаимодействие Мп-содержащего компонента с фосфорной кислотой проводят при 210 — 270 С в течение 20 — 40 мин при соотношении Мп: НЗРО4 = 1: (8-16), а обработку расплава разбавителем осуществляют при объемном соотношении расплав: вода: диоксан, равном 1: (0,8-2)-(0,8-6). 2 з. и. ф-лы, 4 табл. в него добавляют 50 мл НгО и 200 мл диок- О сана. Объемное соотношение расплав:во- ф„ да:диоксан = 1:1:4. Рас. ":ор выдерживают в с течение 6 ч, выпавший в осадок целевой продукт отделяют, промывают водой и сушат на воздухе. В результате получено 9,29 г вещества, что составляет 84,2 ф, от теоретически возможного. По данным тонкослой-. ф ной хроматографии установлено, что а выделенный продукт содержит фосфор только в риде пирофосфат — аниона. По данным химического анализа найдено. мас. :

Mn - 21 9; P - 18 6; НгО + Ог = 29 5. Для

Мп4(Рг07)з. 14Нг0 вычислено, мас. : Мп =

-22,11; P - 18,70; НгО + Ог = 28,60. Данные рентгенофазового анализа подтверждают.

1664741

4 !

30

40

55 что в результате синтеза получен средний пирофосфат Mn (!!!) состава Мп!(РгОт)

14Н О. Примеси других фосфатов, а также соединений Mn (III) не обнаружено.

Пример 2. 18,3 r Мп(ИОз)2 . 6Н20 смешивают с 50 мл НзР04 (d = 1,713, соотношение Mn:Ð = 1:12), нагревают до 270 С и выдерживают при этой температуре

20 мин, охлаждают, добавляют 40 мл HzO u

100 мл диоксана (объемное соотношение расплав:вода:диоксан = 1:0,8, 2), полученную реакционную массу выдерживают 5 ч.

Выпавший в осадок целевой продукт отделяют, промывают, сушат на воздухе, Получено 11,93 . М п4(Р207)з . 14 Н20, что составляет 86,2% от теоретически возможного.

П ример 3, 97г МпР04, 15Н20 смешивают с 25 мл НзР04(Мп:Р = 1:8), нагревают до 210 С и выдерживают 40 мин. После охлаждения добавляют 50 мл HzO u

300 мл диоксана (объемное соотношение расплав:вода .диоксан = 1:2:6), выдерживают 12 ч, В результате выделено 8,4 г целевого продукта, что составляет 70,6% от теоретически возможного.

Пример 4. 7,6 r MnClz . 4Н20 и 4 мл концентрированной НИОз смешивают с 25 мл H3P04 (d = 1,?13, соотношение Mn:P =

=1:10), нагревают до 250 С и выдерживают в иэотермических условиях 30 мин, Расплав охлаждают, добавляют 20 мл воды и 20 мл диоксана (объемное соотношение расплав:вода;диоксан = 1:0,8:0,8). Раствор выдерживают 12 ч, целевой продукт отделяют, В результате получено 7,0 г Mn4(PzOy)g 14HzO, что составляет 73,7% от теоретически возможного.

Пример 5. 9,65 r MnP04 . 1,5Hz0 и

50 мл H2P04 (d = 1,713) смешивают (соотношение Мп:P =- 1:14). Выдерживают при

260 С 20 мин, охлаждают, добавляют 75 мл воды и 150 мл диоксана (объемное соотношение расплав:вода:диоксан = 1:1,5;3). Раствор выдерживают 10 ч, После отделения получено 11,7 r целевого продукта,,что составляет 86,7% от теоретически возможного.

Влияние соотношения реагентов на выход Mn4(P207)3, 14Н20 (Т = 250 С, объем фосфорной кислоты Чнз ро4) 50 мл (d

= 1,713), время нагрева 30 мин, объемное соотношение расплав:вода:диоксан = 1:1:2 ° время кристаллизации 10 ч) показано в табл. 1.

Влияние температуры термообработки расплава на выход Мп4(Р207)з. 14Н20 (навеска МпР04, 1,5 HzO 0,15 г„Чнз v о4) =-50 мл (= 1,713), соотношение Мп Р = 1:10, объемное соотношение расплав:вода:диоксан =

1. 1. 2, время кристаллизации 12 ч) приведено в табл. 2, Влияние разбавления расплава диоксаном на выход ц/и (Т = 250 С, навеска МпР04 . 1,5Н20 — 15 г, Чнз Р.о4) =50 мл (d= 1,713 ), соотношение Mn:P = 1:10, время нагрева 40 мин, Чн о = 50 мл, (V расплава: Чн о = 1:1} время кристаллизации 10 ч показано в табл. 3.

Влияние разбавления расплава водой на выход ц/и (T = 250 С, навеска МпР04

1,5H20 — 15 г, Чнз v о4) =50 мл (d= 1,713 ), соо1ношение Мп:P = 1:10, время нагрева 30 мин; диоксана = 100 мл (V расплава:V диоксана = 1:2) время кристаллизации — 10 ч) показано в табл. 4.

Как следует из примеров, содержащихся в таблицах, только соблюдение всех условий способа позволяет достичь повышения выхода и чистоты целевого продукта при сокращении времени синтеза. Выход за рамки заявленных значений соответствующих параметров приводит либо к существенному снижению выхода целевого продукта (пример 13, табл, 2), либо к загрязнению его другими фосфатами марганца (III) примеры 6 и 12 табл. 1; пример 18 табл. 2; примеры 19 и 25 табл. 3; примеры 26 и 31 табл. 4), В ходе исследования в качестве органического разбавителя используют различные вещества, в том числе диметиловый эфир, ацетон, диметилсульфоксид, диметилформамид, трибутиламин в широком интервале объемных соотношений расплав:вода:разбавитель 1:(1-2):(1-6). При синтезе в течение

12 — 15 ч во всех случаях кристаллизация

Мп4(Р207)з ° 14H20 не наблюдается или проходит с выходом не более 5 — 8%, Только использование в качестве разбавителя водно — диоксановой смеси позволяет достичь цель изобретения.

Таким образом, способ позволяет сократить время получения Мщ(Р От)з

«14Н20 с 2-3 сут до 5 — 12 ч, повысить выход целевого продукта с 28 — 30 до 70,6-90,8% при стопроцентном содержании основного вещества.

Формула изобретения

1. Способ получения среднего пирофосфата марганца (III} путем взаимодействия марганецсодержащего соединения с фосфорной кислотой при повышенной температуре с последующим охлаждением и разбавлением полученного расплава водно-органической смесью, отделением, про1664741

Таблица 1

* Продукт загрязнен кислым пирофосфатом Mn (III ) — МпНРгОт, ** Продукт загрязнен ортофосфатом Мп (!!! ) — МпР04 1,5Hz0, Таблица 2

* Продукт загрязнен метафосфатом Mn (! !! ) — Mn (РОз ) з. мывкой и сушкой продукта, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью сокращения времени синтеза, повышения выхода и чистоты целевого продукта, в качестве разбавителя используют водно — диоксановую смесь в объемном соотношении расплав:вода:диоксан соответственно 1:0.8-2,0:0,8-6,0.

2. Способ пои. 1, отл и ча ю шийся тем, что взаимодействие марганецсодержащего компонента с фосфорной кислотой проводят при 210 — 270 С при соотношении

Мп: НзР04 = 1:8-16.

3. Способ по и. 1, отличающийся

-5 тем, что в качестве марганецсодержащего соединения могут быть использованы ортофосфат марганца (III), нитрат марганца (II), смесь нитрата и хлорида марганца (II), хлорид марганца (II) в присутствии азотной кис10 лоты.

1664741

Таблица 3

* Продукт загрязнен ортофосфатом Mn(ill) — MnHPO4<1,5HzO.

** Продукт загрязнен фосфатом Mn (И1) неустановленного состава.

Таблица 4

* Продуктзагрязнен фосфатом марганца {ill) неустановленногосостава.

** Продукт загрязнен ортофосфатом марганца (III ) — Mn РО4 ° 1,5Н2О.

Составитель Г. Сальникова

Техред М.Моргентал Корректор Э. Лончакова

Редактор О. Головач

Производственно-издательский комбинат ".Патент", г. Ужгород, ул.гагарина, 101

Заказ 2361 Тираж 298 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35; Раушская наб., 4/5