Способ получения иридийхлористо-водородной кислоты кристаллогидрата с заданными свойствами

Способ получения иридийхлористоводородной кислоты относится к химико-металлургическому производству металлов платиновой группы (МПГ) и их соединений. Техническим результатом изобретения является получение порошка иридийхлористоводородной кислоты с массовой долей иридия (38-45)%. Способ включает растворение гексахлороиридата аммония в царской водке. Затем проводят многократное упаривание хлоридного раствора с удалением растворителя при температуре 100-120°С до начала вспенивания полученного расплава иридийхлористоводородной кислоты и охлаждения полученного продукта в атмосфере сухого воздуха или сухого инертного газа. 2 табл.

 

Способ получения иридийхлористоводородной кислоты кристаллогидрата с заданными свойствами относится к химико-металлургическому производству металлов платиновой группы (МПГ) и их соединений.

Известен способ получения иридийхлористоводородной кислоты кристаллогидрата [1], включающий растворение гексахлороиридата аммония в «царской водке», многократное упаривание раствора с добавлением соляной кислоты и удаление растворителя с получением твердого продукта. Способ принят за прототип.

Недостатком способа является отсутствие параметров контроля над процессом упаривания и получения твердого продукта с заданной массовой долей иридия.

Техническим результатом, на достижение которого направлено предполагаемое изобретение является устранение указанных недостатков.

Заданный технический результат достигается тем, что в известном способе получения иридийхлористоводородной кислоты, включающем растворение гексахлороиридата аммония в «царской водке», многократное упаривание раствора с добавлением соляной кислоты с удалением растворителя и получение твердого продукта - многократное упаривание с удалением растворителя ведут при температуре (100-130)°С до начала вспенивания полученного расплава иридийхлористоводородной кислоты с последующим быстрым охлаждением расплава в атмосфере сухого воздуха или инертного газа. При этом образуется твердый продукт с массовой долей иридия (38.0-45.0)%.

Сущность способа заключается в следующем. Растворитель удаляют путем многократного упаривания при температуре (100-130)°С до начала вспенивания полученного расплава иридийхлористоводородной кислоты. Вспенивание при таких температурах свидетельствует о практически полном удалении несвязанного растворителя. В выпарном сосуде остается расплав иридийхлористоводородной кислоты кристаллогидрата (Н₂IrCl₆*nH₂O) с заданной массовой долей иридия. Такой расплав быстро охлаждают. Так как полученный продукт чрезвычайно гигроскопичный, то его охлаждение проводят в атмосфере сухого воздуха или сухого инертного газа и хранят в герметичной таре. Полученная при таких параметрах кислота представляет собой куски или неоднородный по крупности порошок черного цвета с матовым оттенком.

При температуре упаривания выше 130°С возможно образование на стенках выпарного сосуда малорастворимых простых хлоридных соединений иридия. Если же температура упаривания ниже 100°С, то процесс идет очень медленно и не полностью удаляется растворитель. В результате последующего охлаждения образуется продукт с массовой долей иридия менее 38.0% и представляющий собой смесь твердых и жидких компонентов.

ПРИМЕРЫ

Пример 1

Для получения иридийхлористоводородной кислоты кристаллогидрата взяли 3 пробы хлоридных растворов иридия, полученных путем растворения гексахлороиридата аммония в «царской водке» и последующего трехкратного упаривания с добавлением соляной кислоты. Объемы проб 200 мл каждая, плотность 1.5 г/см³. Растворы упаривали при постоянном перемешивании и заданной температуре (см. табл.1). При появлении вспенивания отключали перемешивание и раствор тонкой струей переливали в титановый стакан, заполненный на 1/3 жидким азотом. Затем удаляли из стакана остатки жидкого азота, а охлажденный порошок иридийхлористоводородной кислоты быстро переносили в герметичную тару и оставляли при температуре (20-25)°С в течение суток.

Таблица 1
№ опыта	Т, °С кипения раствора	Массовая доля иридия в кислоте, %	Растворимость в n-пентаноле, %
1	90	37.2	100
2	120	39.6	100
3	150	41.5	99.7

После нагревания до комнатной температуры ((20-25)°С) продукты, полученные в опытах №2 и №3, оставались в виде неоднородных по крупности сухих порошков, а полученный в опыте №1 превратился в пульпу, состоящую из раствора и порошка. Растворимость иридийхлористоводородной кислоты кристаллогидрата (опыт №3) составила 99.7%, а по требованиям ТУ 2625-084-00196533-2004 массовая доля нерастворимых примесей не должна превышать 0.01%.

Пример 2

Для получения иридийхлористоводородной кислоты кристаллогидрата взяли 3 пробы хлоридных растворов иридия, полученных путем растворения гексахлороиридата аммония в «царской водке» и последующего трехкратного упаривания с добавлением соляной кислоты. Объемы проб 200 мл каждая, плотность 1.5 г/см³. Растворы упаривали при постоянном перемешивании и заданной температуре. При появлении вспенивания отключали перемешивание и первую пробу раствора тонкой струей переливали в титановый стакан, заполненный на 1/3 жидким азотом, вторую охлаждали в эксикаторе над серной кислотой, а третью на воздухе в открытом стакане (см. табл.2). Продолжительность охлаждения всех проб 60 минут.

Таблица 2
№ опыта	Условия сушки кислоты	Массовая доля иридия в кислоте, %
1	Жидкий азот	39.4
2	Эксикатор с H2SO4	39.5
3	Атмосферный воздух	37.2

Как видно из приведенных таблиц, оптимальными условиями для получения иридийхлористоводородной кислоты с массовой долей иридия, равной (38-45)% и 100% растворимостью в n-пентаноле являются: удаление растворителя из хлоридного раствора иридия путем многократного упаривания при температуре (100-130)°С до начала вспенивания расплава кислоты и последующее охлаждение продукта в атмосфере сухого воздуха или сухого инертного газа.

Литература

1. Г.Брауэр, Ф.Вайгель и др. Руководство по неорганическому синтезу. Т.5. Пер. с немецкого. / Под ред. Г.Брауэра. - М.: Мир, 1985, с.1837.

Способ получения иридийхлористо-водородной кислоты кристаллогидрата с заданными свойствами, включающий растворение гексахлороиридата аммония в царской водке, многократное упаривание раствора с добавлением соляной кислоты с удалением растворителя и получением твердого продукта, отличающийся тем, что многократное упаривание с удалением растворителя ведут при температуре 100-130°С до начала вспенивания полученного расплава с последующим быстрым охлаждением расплава в атмосфере сухого воздуха или сухого инертного газа с получением твердого продукта с заданной массовой долей иридия.