409958 — SU 409958 (original) (raw)
ОПИСАНИ ИЗОБРЕТЕН И 4 О Союз Советских Социалистицеских РеспубликК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ависимое от авт, свидетельстваЗаявлено 19.Ч 11.1972 ( 1814808/2 М. Кл, С 01 Ь 29/О Н 01 н 7/Оприсоединением заявки-асударственныи камит Совета Министров ССС по делам изобретенийи открытий иоритет Опубликовано 05.1,1974, Бюллетень1 Дата опубликования описания 29.1 Ч.1974 ДК 661.886, (088.,8 вторы обретени аявитель Я, С. Каменцев и Э. И. Корыткованинградский ордена Ленина и ордена Трудового Красногонамени государственный университет им. А, А. Жданова ПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЙОДОСУЛЬФИДА СУРЬМЪ Изобретение относится к получению соединений сурьмы, в частности к способам получения йодосульфида сурьмы.Известен способ получения йодосульфида сурьмы взаимодействием раствора трехйодистой сурьмы с раствором сероводорода в присутствии йодистоводородной кислоты, Чистый продукт получают в узком интервале концентраций сероводорода путем встряхивания первоначально образовавшегося йодосульфида в маточном растворе в течение 8 суток при комнатной температуре.Недостатком известного способа являются длительность процесса, его малая производительность вследствие невысокой растворимости сероводорода в воде и непригодность получаемого продукта для изготовления пьезоэлектрической керамики.Для устранения указанных недостатков предлагается способ, по которому мелкокристаллический продукт получают взаимодействием сурьмянойодистоводородной кислоты с газообразным сероводородом, пропускаемым через раствор со скоростью 3 - 5 л/час, в присутствии избытка йодистоводородной кислоты 2 - 6 г моль/л при температуре 65 в 1 С и интенсивном перемешивании раствора.При пропускации сероводорода в раствор сурьмянойодистоводородной кислоты кроме йодосульфида сурьмы могут образовываться также сульфид сурьмы и оксииодид сурьмы,которые изменяют физические свойства йодосульфида. Для предотвращения соосажденияоксийодида сурьмы начальная кислотность5 раствора должна быть не ниже 2,5 г-иоп водорода на 1 л, Предотвращение соосаждениясульфида сурьмы достигается, наряду с указанной выше кислотностью, созданием в растворе избыточной концентрации иоцов йода не10 ниже 2 г ион в 1 л. При концентрации избыточноц йодистоводородной кислоты от 2 до3 г моль/л выход йодосульфида сурьмы количественный, При избыточной концентрациийодистоводородной кислоты выше 3 г моль/л15 выход постепенно уменьшается и при концентрации йодистоводородной кислоты вьцпе,6,5 г моль/л йодосульфид сурьмы це образуется. Для формирования кристаллическойструктуры продукта скорость пропускация се 20 роводорода не должна превышать 3 - 5 л/час,причем, чем ниже температура, при которойведется осаждецие, тем меньше должна бытьскорость пропускания сероводорода,Предлагаемый способ иллюстрируется при 25 мером его осуществления в лабораторных условиях.Соотношения компонентов выбраны так,чтобы количество полученного йодосульфидасурьмы составило 100 г, Условия сицтеза соЗ 0 ответствуют 100 О/О-ному выходу продукта.Исходное вещество Вес, г 45 ная Азеотроп 10 179 270 180 Трехйодистая сурьмаТрехокись сурьмы 320 460 52 Таблица 2 Найдено Вещество г атом/100 г ЗЬЯ1НОЯ сноб. 0,3527 0,3530 0,3530 42,95 11,32 44,80 0,42 0,02 Для получения 100 г йодосульфида сурьмы исходные вещества взяты в количествах, указанных в таблице.Таблица 1 П р и м е р. В стакан емкостью 1 л заливают йодистоводородную кислоту в количестве, соответствующем данным таблицы и нагревают до 70 - 80 С, При необходимости йод восстанавливают порошком металлической сурьмы при перемешивании.Не отделяя избыток сурьмяного порошка и не прекращая нагревания, в стакан вносят по частям навеску окиси (или трехйодистой) сурьмы, которую растворяют при перемешивании, Полученный краснооранжевый горячий раствор тщательно фильтруют через стеклянный фильтр ПС. Далее все операции с фильтратом вплоть до начала пропускания сероводорода производят, принимая меры к защите раствора от окисления кислородом воздуха, Фильтрат переносят в коническую колбу емкостью 1,5 л, предварительно заполненную углекислым газом, разбавляют до 500 мл водой, и колбу закрывают пробкой с тремя отверстиями, через которые проходят длинная газовводная трубка с оттянутым концом, опускающаяся почти до дна, термометр для контроля температуры раствора и газо- отводная трубка, Нагревают раствор до температуры 80 - 85 С, переносят колбу с раствором на столик магнитной мешалки с подогревом, включают мешалку, устанавливая максимально возможную скорость перемешивания, соединяют газовводную трубку с аппаратом Киппа и начинают пропускать сероводород, устанавливая скорость подачи сероводорода 3 - 3,5 л/час.В начальный момент в растворе находится в избытке 1 г-моль йодистоводородной кислоты и 0,356 г-моль сурьмяно-йодистоводородной кислоты. В процессе синтеза в соответствии с уравнением реакции:Н5 ЬЛ 4 + НлЬ - ЬЬЯ+ЗНЗконцентрация йодистоводородной кислоты возрастает. В конце синтеза избыток йодисто- водородной кислоты составит 2,07 г-моль. Чтобы концентрация йодистоводородной кислоты в процессе синтеза пе превышала ЗМ, объем раствора к концу осаждения долже составить около 700 мл, т. е. по мере выделения йодосульфида сурьмы раствор необходимо разбавлять. Так как для полного осаждения йодосульфида сурьмы требуется около 8 л сероводорода, т. е. время осаждения при 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 выбранной скорости пропускания составит около 3 час, то в процессе синтеза через каждые 0,5 час в раствор вводят по 50 мл воды. Во время синтеза поддерживают температуру раствора в пределах 80 - 90 С.О полноте осаждения йодосульфида можно судить по исчезновению желтого окрашивания раствора над осадком. По окончании осаждения ток сероводорода прекращают, охлаждают колбу с осажденным йодосульфидом в проточной воде, и отфильтровывают йодосульфид на воронке Бюхнера, Иодосульфид промывают сначала 0,3 М раствором йодистоводородной кислоты, затем водой до исчезновения кислой реакции в промывных водах. Промытый йодосульфид отжимают на фильтре от избытка влаги, переносят в кристаллизатор, расстилают равномерным слоем и сушат в сушильном шкафу при температуре 105 С до постоянного веса.Высушенный йодосульфид сурьмы представляет собой мелкокристаллический сыпучий порошок темновишневого цвета, при микроскопическом наблюдении - тем нокрасные иглы. Состав вещества по данным полного химического анализа отвечает стехиометрическому, В качестве примера приводится анализ одной из партий йодосульфида сурьмы, полученной по этому методу,Молярное соотношение 5 Ь: 5: 1 равно 1,000: 1,001: 1,001.Идентичность полученного вещества йодосульфиду сурьмы подтверждена также рентгеноструктурным анализом, данными ядерного квадрупольного резонанса, измерениями диэлектрических и пьезоэлектрических характеристик, а также определением точки Кюри.Предмет изобретенияСпособ получения йодосульфида сурьмы взаимодействием йодсодержащего соединения сурьмы с сероводородом в присутствии свободной йодистоводородной кислоты при перемешивании отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса и получения мелкокристаллического продукта, пригодного для изготовления пьезоэлектрической керамики, в качестве йодсодержа щего соединения сурьмы используют сурьмянойодистоводородную кислоту, сероводород используют в виде газа, пропуская его со скоростью 3 - 5 л/час, и процесс ведут при избыточной концентрации йодистоводородной кислоты 2 - 6 г моль(л и тем пер атуре 65 - 100 С,