Глава 6 ИОДИРОВАНИЕ МЕТАЛЛОВ, НЕМЕТАЛЛОВ И ОКСИДОВ

Глава 6 ИОДИРОВАНИЕ МЕТАЛЛОВ, НЕМЕТАЛЛОВ И ОКСИДОВ

§ 1. ИОДИРОВАНИЕ МЕТАЛЛОВ И НЕМЕТАЛЛОВ ИОДОМ

Иодирование металлов и неметаллов проводят при их нагревании в парах иода. Наиболее простейший метод иодирования — совместное нагревание веществ в запаянных стеклянных или кварцевых ампулах.

Для работы используют ампулу, имеющую два колена (рис. 49, Б). Металл и иод, взятые по расчету, помещают раздельно в ампулу и запаивают по линии ав. Затем нагревают металл до 300—500°С. Иод к металлу поступает в результате испарения. Поведение получаемого иодида зависит от его упругости пара при 300—

350°С. Если давление паров иодида меньше 1—10 Па, то большая часть его останется в том же колене трубки, где и металл. В этом случае иод необходимо брать или точно в соответствии с уравнением реакции, или в Небольшом избытке. При недостатке иода получаемый иодид будет загрязнен исходным металлом. Если же при температуре иодирования продукт имеет давление паров 60 Па и более, то он будет возгоняться и конденсироваться во втором колене трубки и в суженной части. В этом случае металла нужно брать несколько больше теоретически рассчитанного количества, поскольку иоди-ды растворяют и присоединяют иод. Полученное вещество для удаления иода нужно снова перегнать из второго колена в первое, где находится еще не вступивший в реакцию металл. Для этого, не меняя положения трубки, нагревают второе колено — вещество будет возгоняться в холодную часть трубки. Затем после охлаждения нужно снова нагреть возгон, чтобы он сконденсировался в колене, где был ранее иод. Во время этой операции иод, захваченный иодидом, будет вступать в реакцию с металлом. После вторичной возгонки иодид запаивают в трубке.

§ 2. ИОДИРОВАНИЕ МЕТАЛЛОВ И НЕМЕТАЛЛОВ В ПАРАХ ИОДА В СМЕСИ С ВОДОРОДОМ, АЗОТОМ, ОКСИДОМ УГЛЕРОДА (IV) ИЛИ АРГОНОМ

Простейшая установка иодирования металлов и неметаллов в парах иода в смеси с газом-носителем изображена на рисунке 51. Если получаемый иодид возгоняется при 200—300°С, то для работы применяют четырехколенную трубку. В первое колено помещают металл 3, а затем иод 2. Металл нужно брать в виде тонкой проволоки, стружки или крупки и помещать его таким слоем, чтобы не было просветов и не наблюдалось проскоков паров иода во второе колено трубки. Вытесняют воздух из трубки водородом, азотом или аргоном и нагревают ее в том месте, где находится металл. При этом испаряется и иод. Газ-носитель захватывает пары иода и относит их к металлу. При достаточной толщине слоя металла во второе отделение будут поступать только пары иодида. После испарения всего иода нагревают колено Б, из которого пары иодида будут испаряться и током газа-носителя относиться в колено В, где вещество и запаивают.

Если иодид испаряется выше 400—500°С, то для иодирования используют трехколенную трубку (рис. 52). Металл или неметалл помещают в среднее колено, над которым при нагревании пропускают пары иода. Для этого иод помещают в начале трубки и подогревают

его до 80—100 С. Пары иоДа увлекаются к металлу газом-носителем: водородом, азотом, аргоном или оксидом углерода (IV). Его можно применять только в том случае, если оксид не окисляет металл (сурьма, висмут, ртуть, кадмий, свинец). После окончания реакции продукт запаивают в среднем колене трубки.

Рис. 51. Иодирование металлов и неметаллов:
1 — четырехколенная стеклянная трубка; 2 — иод; 3 — иодируемое вещество; 4 —- промывная склянка (счетчик пузырьков) с серной кислотой.

Рис. 52. Иодирование оксидов парами иода:
1 — возгон иодида; 2 — электропечь; 5 — иод; 4 — смесь оксида и угля.

§ 3. ИОДИРОВАНИЕ МЕТАЛЛОВ И НЕМЕТАЛЛОВ ИОДОМ В ВОДНЫХ И ОРГАНИЧЕСКИХ РАСТВОРИТЕЛЯХ

Многие металлы медленно взаимодействуют с водной взвесью иода. Реакции можно ускорить при наличии в воде веществ, повышающих растворимость иода, например' спирта.

Для получения иодидов этим способом порошок металла всыпают в смесь растертого иода с водой, помещенных в коническую колбу. На 1 мае. ч. иода необходимо брать 5—6 мас. ч. воды; металл берут в небольшом избытке по сравнению с теоретически необходимым количеством. Скорость реакции зависит от степени окисленности металла и от его химической природы. Реакция идет с небольшим разогреванием. Если разогревания раствора не происходит, то к нему прибавляют спирт. При значительном разогревании, что наблюдается, когда берется мелкодисперсный металл, раствор нужно охлаждать водой. Когда реакция- закончится, раствор некоторое время кипятят, чтобы иод полностью прореагировал. Прозрачный раствор отфильтровывают от осадка и оставляют кристаллизоваться. Этим методом можно получить кристаллогидраты разнообразных иодидов: железа, кобальта, никеля, магния, цинка,

кадмия и т. д.

Помимо водных растворов иода, для реакции можно использовать также и его растворы в органических растворителях, например в толуоле, ксилоле, спирте и т. д. Металл помещают в коническую колбу, заливают небольшим количеством органического растворителя и отдельными порциями приливают раствор иода в этом же растворителе. Иод берут в небольшом недостатке по сравнению с теоретически необходимым количеством. Раствор некоторое время нагревают при взбалтывании, кипятят, отфильтровывают от нерастворившегося металла и испаряют растворитель. Необходимо отметить, что этот метод в целом плохо разработан.

§ 4. ИОДИРОВАНИЕ ОКСИДОВ ИОДОМ В ПРИСУТСТВИИ УГЛЯ

Метод заключается в пропускании паров иода над раскаленной смесью соответствующего оксида и угля.

Смесь оксида и угля (приготовляют так, как это описано в § 3, гл. IV и § 4, гл. V) помещают в кварцевую или фарфоровую трубку и при 800—1100°С пропускают пары иода (рис. 51, 52). Иод помещают перед смесью оксида с углем. Пары иода-переносятся водородом, азотом или аргоном. Образующийся иодид возгоняется и оседает в виде конденсата на более холодных стенках трубки. Иодид снимают железной ложечкой, загнутой на конце под углом, помещают в пробирку и быстро запаивают или запаивают второе колено трубки.

содержание .. 9 10 11 12 ..