Способ получения акваионов благородных металлов

 

Назначение: в препаративной химии для получения чистых соединений благородных металлов, Сущность: гексафторметаллат калия растворяют в хлорной или плавиковой кислотах с концентрацией 1-5 М. Полученный раствор нагревают до 80-90°С и в него вводят реагент-восстановитель, в качестве которого используют этиловый спирт с концентрацией 40-60 об.%. Затем раствор охлаждают и выделившийся осадок отфильтровывают . Выход акваионов рутения (III) и осмия (III) составил 92-98%.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)л С 01 G 55/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ (21) 4842536/26 (22) 04.05,90 (46) 23.12.92. Бюл. f+.47 (71) Институт неорганической химии

СО АН СССР (72) Л.М. Левченко и В.А, Шипачев (73) В.А. Шипачев (56) Шипачев В.А,,Земсков С.В„Альт Л.Я.

"Изучение окислительно-восстановительных процессов с участием гексафторплатинат и гексафторпалладат-ионов в водных растворах". Журнал координационной химии, 1980, вып, 6, т. 6. с, 932-935.

Изобретение относится к области химии координационных соединений платиновых металлов, связанной с синтезом новых типов комплексных ионов.

Предлагаемые области использования изобретения: в аналитической химии в процедурах выделения и концентрирования этих металлов из суммы благородных с . целью определения их содержания в рудах и концентратах, в препаративной химии для синтеза особочистых практически важных соединений, например, металлоорганических, обладающих высокой летучестью, которые при термолиэе дают различного рода металлические покрытия (защитные, антикоррозионные, отражающие). Из акватированных ионов рутения и осмия легко получаются гидратированные окислы этих металлов, которые находят широкое использование в микроэлектронике в качестве резистивных материалов.

„„Я2„„1784034 А3 (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АКВАИОНОВ

БЛАГОРОДНЫХ МЕТАЛЛОВ (57) Назначение: в препаративной химии для получения чистых соединений благородных металлов, Сущность, гексафторметэллат калия растворяют в хлорной или плавиковой кислотах с концентрацией 1 — 5 М. Полученный раствор йагреваютдо 80 — 90ОС и в него вводят реагент-восстановитель, в.качестве которого используют этиловый спирт с концентрацией 40 — 60 об.%. Затем раствор охлаждают и выделившийся осадок отфильтровывают, Выход экваионов рутения (ttl) и осмия (tli) составил 92 — 98%.

Целью изобретения является повышение выхода акваионов рутения (ttl) и осмия (!! I) .

Пример 1. Навеску смеси КОзГе (0,3663 г) и KF (0,1590 г) помещают во фторопластовый стакан объемом 150 мл, добавляют 30 мл 1 М раствора плавиковой кислоты и перемешивают на магнитной мешалке до полного растворения. Раствор нагревают до Т = 80 С, с обратным холодильником, затем порциями вводят 20 мл (что соответствует его 40% ной концентрации) этилового спирта и выдерживают его при данной температуре 30 мин. При этом цвет раствора изменяется от слабожелтого до коричневого, Полученный раствор упаривается на водяной бане до объема lO мл, охлаждается, выделившийся осадок KF отфильтровывается на фторопластовой воронке через бумажный фильтр ("синяя лента").

Концентрация образующегося комплекса (Os(0H)) соответствует 6,8.10 моль/л, что

1784034 согласуется с данными, полученными спек трофотометрическим методом.

Осмий введено: 0,2030 r найдено; 0,2028 г.

Пример 2. Навеска KOsFs(2,000 г)+

+KF (1,567 r) заливается 100 мл 5 М плавиковой кислоты. Фторопластовый стакан (V =

=250 мл) с содержимым ставится на магнитную мешалку и проводится перемешивэние до полного растворения навески, Затем раствор нагревают на водяной бане до Т =

=90 С, добавляют 80 мл этилового спирта (41%), Реакционную смесь выдерживают при Т = 80 С в течение 30 мин, после чего охлаждают. Фильтрат упаривают до 20 мл, осадок KF, выделившийся при этом отделяют на фильтре. Полученный раствор содержит аквакомплекс осмия с концентрацией

0,2914 моль/л.

Осмий введено: 1,1084 r найдено: 1,1100 r

Пример 3. Навеску KRuFg (2,000 г)+

+KF (1,1723 г) растворяют при перемешивании на магниткой мешалке в 100 мл 1 M плариковой кислоты. Раствор нагревают на водяной бане до Т = 80 С, добавляют 80 мл этилового спирта (41%), выдер>кивают при этой температуре в течение 30 мйй йосле чего охлаждают. Осадок KF, выделившийся при охлаждении раствора отфильтровывают, Фильтрэт упаривают до 20 мл. Концентрация комплекса (Ru(Hz0)c). + — 0,393 моль/л.

Рутений: введено: 0,7956 г найдено: 0,7877 r

Пример 4, Навеску КВцЕв 0,500 r растворяют в 10 мл 2 М хлорной кислоты, Раствор нагревают на плитке до кипения, затем добавляют 5 мл этилового спирта (48%-ный раствор). Реакционную смесь кипятят в течение 15 мин, после чего раствор охлаждается. Выделившийся осадок KCI04 отфильтровывают, раствор упэривают нэ водяной бане до объема 3 мл. Полученный раствор содержит аквакомплекс рутения (ill) с концентрацией 0,66 моль/л.

Рутений: введено; 0,1988 r найдено: 0,1980 г

Пример 5. Навеску KOsFs 1,5 г растворяют в 50 мл 2 М хлорной кислоты.

Раствор нагревают на электрической плитке до кипения, добавляют 25 мл этилового спирта (48%-ный раствор), Нагрев продал>кают в течение 20 мин, затем раствор охлаж- дают, выделившийся осадок отфильтровывают, Фильтраты упаривают до объема

10 мл. Получают раствор осмия (ill), с концентрациеи 0,432 моль/л.

Осмий введено: 0,8309 найдено: 0,8200

45 ний Ru(ill) и Os(ill), где лигандами являются не ионы фтора, а молекулы воды. В итоге в качестве продуктов этих реакций получаются не ионы (RuFr)з или (OsFg)з (к настоящему времени никем не выделенные), а

50 комплексные аквакатионы вида (Ru(HzO)s и (Os(HzO)o) ", Таким образом, применение восстановителей органической природы, а не ионов Fe(li), как в прототипе позволяет легко удалять их избыток из реакционной

55 среды нагреванием и исключить последующие операции очистки, сопряженные с необходимостью вводить щелочь, изменять кислотность среды и необходимо терять часть металла из-за его перехода в гидроксокомплексы.

Пример 6. К раствору (Во(Н20)б) постепенно добавляют 3-х кратный (от стехиометрического) избыток ацетилацетона (НАА) или его производного /трифторацетилацетоната (ТФА), гексафторацетилацетоната (ГФА)/ в растворе этилового или метилового спирта. Смесь нагревают до Т =

=60 С и цвет раствора изменяется на темнокрасный, Через 5-10 мин после этого по каплям добавляют раствор КОН до значения рН = 5, при котором начинает выпадать темнокрасный осадок. Нагрев прекращают, осадок отфильтровывают на стеклянном фильтре, э из реакционного раствора экстрагируют бензолом оставшийся Яо(АА)з, бензол упаривают на воздухе. Объединенный продукт очищают 2-х кратной сублимацией под вакуумом. Выход целевого вещества не менее 88%.

Пример 7. Получение ацетилацетонатов Îs(ill) проводят в условиях аналогичных примеру 6 следя за тем, чтобы температура его осушки не превышала

80 С, Очистку продукта можно проводить сублимацией или перекристаллизацией из бензола. Выход конечного Оэ(АА)з составляет 92%.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет повысить процент выхода по металлу готового продукта с 60 до 98%.

Сущность метода заключается в том, что комплексные фториды Ru и Îs в степени окисления (V) являются крайне неустойчивыми в водных растворах соединениями и при обработке водой, которая служит для них восстановителем, превращаются в гексафториды Ru(IV) и Os(IV), уже инертные к гидролизу. Дальнейший переход во фторокомплексы Ru(ill) и Os(ill), без воздействия других восстановителей, становится кинетически невозможным. Применение же органических восстановителей. например, спиртов, приводит к образованию соедине1784034

Корректор l4, Муска

Составитель В, Шипачев

Техред М.Моргентал

Редактор Г. Бельская

Заказ 4526 . Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Формула изобретения

Способ получения акваионов благородных металлов, включающий растворение гексафторметаллата калия в галогенсодержащей кислоте, введение в образовавшийся раствор реагента-восстановителя при нагревании, охлаждение раствора и фильтрацию, отличающийся тем, что, с целью повышения выхода акваионов рутения (И 1) и осмия (! П), в качестве реагента-âîñстановителя используют этиловый спирт с концентрацией его в растворе равной 405 60, нагрев раствора ведут до 80-90 С, а в качестве галогенсодержащей кислоты используют хлорную или плавиковую с концентрацией 1-5 М.