Получение оксалатов свинца уравнение реакции

Способ получения оксалата свинца

Л.П. Йкловер, Г.П. Чичерина, Г.И. Серебренникова и В.Д. Мельников .», л

Ф ч»> (72) Авторы нзобретения (71) Заявятель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОКСАЛАТА СВИНЦА

Изобретение относится к химической технологии, а конкретно к способу получения оксалата свинца, используемому в качестве исходного-соединения при получении оксида свинца и в лабораторной практике.

Известен способ получения оксалата свинца при взаимодействии раствора ацетата свинца с избытком оксалатсодержащего соединения, в ка е честве которого использована щавелевая кислота, с последующим фильтро-. ванием, длительной промывкой водой, а также спиртом и эфиром, и сушкой в течение нескольких минут при

Недостатком способа является полу» чение целевого продукта неравномерного гранулометрического состава с широким интервалом размера частиц.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному эффекту к изобретению является способ получения оксалата свинца, заключающийся в прибавлении раствора оксалатсодержащего соединения, в качестве которого используют щавелевую кислоту, к раствору ацетата свинца при 75-80оС при перемешивании. Раствор с осадка декантируют, осадок промывают водой до рН промывного раствора 5-6 и сушат при 8090 С. Получают целевой продукт, раз мер частиц которого изменяется в пределах от более 1600 до менее

50 мкм, причем содержание фракции менее 100 мкм только 10,53 Г23.

Недостатком известного способа является получение оксалата свинца неравномерного гранулометрического состава с крайне широким интервалом размера частиц.

Цель изобретения — улучшение качества целевого продукта.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения известному предлагаемому

3 941347 оксалата свинца путем взаимодействия ацетата свинца с оксалатсодержащим соединением в водном растворе при нагревании с последующим фильтрованием, промывкой и сушкой, в качестве оксалатсодержащего соединения ис-, пользуют оксалат аммония, к которому добавляют оцетат свинца, и процесс проводят при 25-75 С.

Гранулометрический состав и размер 10 частиц оксалэта свинца — важные свойства продукта. Эти свойства определяют гранулометрический состав и размер частиц оксида свинца, который получают из оксалата путем термооб- 1$ работки и используют, например, в стекловарении. Равномерность грану, лометрического состава и размер час- тиц менее 100 мкм являются параметрами, обуславливающими эффективность 2о использования оксида свинца в стекловарении, поскольку однородность зернового состава — условие, необходимое для одновременного завершения стеклообразования всей многокомпонентной д шихты в процессе варки стекла. Более

Размер ячеек сит, Граничные размемкм ры частиц. фракций мкм

100- 63 крувные частицы составляющих шихты усваиваются стекломассой не всегда

hocIHocTbo и являются причиной дефектов стекла.

Растворяют 130 г ацетата свинца в

300 мл воды при 40-50 С, прекращают нагрев и фильтруют раствор. Растворяют 48,7 г оксалата аммония в 550 мл воды при 45-50шС, прекращают нагрев и фильтруют раствор. Раствор ацетата свинца (рН 4) при перемешивании добавляют к раствору оксалата аммония (рН 6-7). Выпадает .осадок оксалата свинца. Раствор с осадка декантируют, осадок промывают на фильтре водой и сушат. Получают 90 г оксалата свинца равномерного гранулометрического состава с размером частиц менее

100 мкм высокой чистоты, содержащий следующие количества примесей 3: марганец 3 ° 10, ; хром 1«10, железо 6 ° 1,0-, алюминий 4 ° 10, кремний 1 10 .

В таблице представлены результаты ситового анализа оксалата свинца.

Содержание фракций в образце оксалата свинца полученном по способу, 3

941347 ют ацетат свинца, и процесс проводят при 25-75аС

Составитель M. Кулиш

Редактор И. Иитровка Техред М. Надь Корректор Е. Рошко

Заказ 4756/6 Тираж 445 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Способ получения оксалата свинца путем взаимодействия ацетата свинца с оксалатсодержащим соединением в .водном растворе при нагревании с последующим Фильтрованием, промывкой и сушкой, о т л и ч à ю шийся тем, что, с целью улучшения качества целевого продукта, в качестве оксалатИв

/ содержащего соединения используют оксалат аммония, к которому добавля- .

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. М. Le В1апс, Е. Eberius

«Исследование вопроса о существовании субоксида свинца». 2. Phys. Chem., 1932, 16ДЩ, 129.

2. Производственная методика получения щавелевокислого свинца. M., Институт химических реактивов„ 1974.

Оксалат свинца II

Оксалат свинца II
Систематическое наименование	Оксалат свинца II
Традиционные названия	Щавелевокислый свинец
Хим. формула	PbC2O4
Состояние	бесцветные кристаллы
Молярная масса	295,22 г/моль
Плотность	5,28 г/см³
Температура
• разложения	300 °C
Мол. теплоёмк.	104 Дж/(моль·К)
Энтальпия
• образования	-851 кДж/моль
Растворимость
• в воде	0,00016 18 ; 0,00025 20 г/100 мл
Рег. номер CAS	814-93-7
Рег. номер EINECS	212-413-5
SMILES
Номер ООН	2291
ChemSpider	55161
Приведены данные для стандартных условий (25 °C, 100 кПа), если не указано иное.

Оксалат свинца II — неорганическое соединение, соль свинца и щавелевой кислоты с формулой PbC₂O₄, бесцветные кристаллы, не растворяется в воде, образует кристаллогидрат.

Содержание

Получение

• Обменная реакция:

Pb(NO₃)₂ + Na₂C₂O₄ → PbC₂O₄ ↓ + 2 NaNO₃

Физические свойства

Оксалат свинца II образует бесцветные кристаллы триклинной сингонии, пространственная группа P 1 , параметры ячейки a = 0,55570 нм , b = 0,69772 нм , c = 0,55726 нм , α = 109,554° , β = 113,610° , γ = 88,802° , Z = 2 .

Не растворяется в воде (р ПР = 9,1) и этаноле.

Образует кристаллогидрат переменного состава PbC₂O₄•x H₂O.

Частные реакции анионов первой аналитической группы. Действие группового реагента

Групповым реагентом является хлорид бария в нейт­ральном или слабощелочном растворе. Хлорид бария со всеми аннонами первой аналитической группы дает осад­ки белого цвета, за исключением хромата бария ВаСrО₄ — желтого цвета. Кроме того, все осадки, за исключением BaSO₄, растворяются в азотной кислоте. Осадок бората ба­рия Ва(ВО₂)₂ выпадает только из концентрированных рас­творов, осадок тиосульфата бария BaS₂O₃ образуется толь­ко при прибавлении избытка ВаСl₂.

Реакции обнаружения сульфат-иона SO 2- ₄

1. Групповой реагент хлорид бария ВаСl₂ образует с растворами, содержащими сульфат-ионы, белый осадок BaSO₄, практически нерастворимый в кислотах:

Реакция является фармакопейной.

2. Соли свинца (II) осаждают из растворов сульфатов белый осадок PbSO₄:

Осадок PbSO₄ растворяется при нагревании в щелочах и ацетате аммония:

Образующиеся плюмбиты и комплексная соль ацетата и сульфата свинца растворимы в воде.

Реакции обнаружения сульфит-иона SO 2- ₃

Ион SO 2- ₃ — анион сернистой кислоты H₂SO₃, которая существует только в водных растворах. Кислота неустойчива и разлагается постепенно на SO₂ и воду. В воде рас­творимы лишь сульфиты щелочных металлов и аммония. В водных растворах сульфиты постепенно окисляются в сульфаты, так как сама кислота и ее соли обладают силь­ными восстановительными свойствами. При взаимодейст­вии с очень сильными восстановителями сернистая кисло­та и ее соли проявляют окислительные свойства:

1. Групповой реагент ВаСl₂ с солями сернистой кисло­ты дает белый кристаллический осадок BaSO₃:

BaSO₃ растворяется в сильных кислотах, выделяя SO₂:

2. Разбавленные минеральные кислоты разлагают со­ли сернистой кислоты с выделением оксида серы (IV), имеющего характерный запах жженой серы:

Оксид серы (IV) обнаруживают также по его способнос­ти обесцвечивать растворы йода или перманганата калия:

3. Раствор йода I₂ обесцвечивается не только оксидом серы (IV), но и растворами сульфитов:

Реакцию следует проводить в слабокислой среде, так как в щелочной среде йод обесцвечивается и в отсутствие сульфитов. Кроме того, проведению реакции мешают сульфйд-ионы S 2- и нитрит-ионы NO — ₂ .

Реакции обнаружения тиосульфат-иона S₂O 2- ₃

S₂O 2- ₃ — анион тиосерной кислоты H₂S₂O₃. Тиосерная кислота очень неустойчива и разлагается на сернистую кислоту и серу:

Соли щелочных металлов этой кислоты устойчивы и являются сильными восстановителями.

1. Хлорид бария ВаСl₂ образует с ионом S₂O 2- ₃ белый осадок тиосульфата бария BaS₂O₃:

Осадок растворим в кипящей воде и в разбавленных минеральных кислотах, кроме серной.

2. Минеральные разбавленные кислоты вытесняют из тиосульфатов тиосерную кислоту H₂S₂O₃:

Тиосерная кислота разлагается:

От выделяющейся серы раствор мутнеет. Нагревание ускоряет реакцию. Выделение свободной серы отличает ион S₂O 2- ₃ от иона SO 2- ₃. Реакция является фармакопейной.

3. Нитрат серебра AgNO₃ дает в растворах солей тио­серной кислоты белый осадок Ag₂S₂O₃:

Осадок постепенно буреет и в конце концов становится черным вследствие образования Ag₂S:

Соль Ag₂S₂O₃ растворима в избытке раствора тиосуль­фата натрия с образованием комплексного соединения:

При проведении этой реакции необходимо добавлять избыток нитрата серебра. Это одна из наиболее характерных реакций на тиосульфат-ион.

Реакции обнаружения борат-иона ВО — ₂ и тетраборат-иона В₄О₇ 2-

Ортоборная (борная) кислота Н₃ВО₃ представляет со­бой твердое вещество белого цвета. Соли борной кислоты неизвестны и являются производными либо метаборной кислоты НВО₂, либо тетраборной Н₂В₄О₇. Из борнокислых солей растворимы в воде только соли щелочных металлов, из которых самой важной является тетраборат натрия (бу­ра) Na₂B₄O₇ • 10Н₂О. Бура как соль слабой кислоты гидролизуется, водный раствор ее имеет щелочную реакцию:

1. Хлорид бария ВаСl₂ осаждает из концентрирован­ных растворов буры белый осадок метабората бария Ва(ВО₂)₂:

Осадок метабората бария растворим в разбавленных уксусной, соляной и азотной кислотах.

2. Куркумовая бумага (бумага, пропитанная раствором красителя куркумина). Бумага, смоченная подкисленным раствором бората или борной кислоты, после высыхания окрашивается в красно-бурый цвет. Если на окрашенное мес­то подействовать щелочью, то красно-бурый цвет меняется на сине-черный или серо-черный (в зависимости от концентра­ции борат-иона). Проведению этих реакций мешают окисли­тели. Реакция очень характерна и является фармакопейной.

3. Этиловый спирт и концентрированная серная кис­лота с сухой борной кислотой или сухими боратами обра­зуют борноэтиловый эфир, окрашивающий пламя в ха­рактерный зеленый цвет:

С метиловым спиртом образуется борнометиловый эфир:

Реакции мешают хлориды и бромиды меди, которые также окрашивают бесцветное пламя в зеленый цвет. Реакция является фармакопейной.

Реакции обнаружения фосфат-иона РО₄ 3-

Фосфат-иону РO₄ 3- соответствует фосфорная кислота Н₃РО₄. Эта кислота образует три ряда солей: средние, на­пример Na₃PO₄, и два типа кислых, например Na₂HPO₄, NaH₂PO₄. В воде растворяются все фосфаты щелочных ме­таллов и дигидрофосфаты щелочноземельных металлов. В водном растворе гидрофосфата щелочного металла, на­пример Na₂HPO₄, присутствуют ионы НРО₄ 2- , Н₂РО — ₄, РО₄ 3- , а также свободная фосфорная кислота Н₃РО₄. Концентра­ция указанных ионов различна. Концентрация дигидрофосфат-иона значительно больше, чем гидрофосфат-иона и фосфат-иона.

Нерастворимые в воде фосфаты, гидрофосфаты и дигид­рофосфаты хорошо растворяются в минеральных кислотах. Большинство из них растворяется также в уксусной кислоте.

1. Хлорид бария ВаСl₂ образует с раствором Na₂HPO₄ белый осадок ВаНРО₄, растворимый в кислотах (кроме H₂SO₄):

Если проводить реакцию в присутствии щелочей или аммиака, то ионы НРО₄ 2- превращаются в РО₄ 3- и осажда­ется средняя соль.

2. Магнезиальная смесь (водный раствор аммиака, хлорида аммония и хлорида магния) дает с ионом РО₄ 3- бе­лый кристаллический осадок магнийаммоний фосфата MgNH₄PO₄:

Осадок легко растворяется в кислотах и не растворяет­ся в растворе аммиака. Эта реакция характерна для фос­фат-иона РО₄ 3- и является фармакопейной.

3. Молибдат аммония (NH₄)₂MoO₄ в азотнокислых рас­творах фосфатов при нагревании дает желтый кристалли­ческий осадок фосформолибдата аммония:

Осадок растворяется в щелочах и растворе аммиака, но не растворяется в азотной кислоте. Он растворяется также в избытке гидрофосфата натрия, поэтому к нагретому реа­генту надо прибавлять исследуемый раствор, а не наоборот.

Присутствие ионов SO₃ 2- и S₂O₃ 2- мешает реакции, так как эти ионы восстанавливают Mo(VI) и раствор окраши­вается в синий цвет.

Эта реакция применяется для обнаружения фосфатов в моче и является фармакопейной.

4. Нитрат серебра AgNO₃ образует с растворами солей фосфорной кислоты желтый осадок фосфата серебра, растворимый в азотной кислоте:

Осадок растворяется также в растворе гидроксида ам­мония с образованием комплексной соли:

Реакция является фармакопейной.

Реакции обнаружения карбонат-иона СO₃ 2-

Карбонат-ион СO₃ 2— — анион угольной кислоты Н₂СО₃, которая в свободном состоянии неизвестна. При вытесне­нии из солей кислотами она распадается на СО₂ и Н₂О. Карбонаты щелочных металлов в растворах вследствие гидролиза имеют щелочную реакцию.

1. Хлорид бария ВаСl₂ дает с ионом СO₃ 2— белый осадок ВаСО₃:

СO₃ 2— + Ва 2+ = ВаСО₃.

Как и все карбонаты, ВаСО₃ легко растворяется в уксусной и минеральных кислотах.

2. Кислоты. Важнейшей реакцией на карбонат-ион яв­ляется реакция разложения карбонатов с помощью раз­бавленных минеральных кислот. При этом с шипением выделяются пузырьки диоксида углерода:

Выделяющийся углекислый газ можно легко обнару­жить с помощью газоотводной трубки, опущенной в извест­ковую воду. Выпадает белый осадок карбоната кальция:

Проведению реакции мешают ионы SO₃ 2— и S₂O₃ 2— , так как при взаимодействии их с кислотами выделяется сер­нокислый газ, который образует с известковой водой бе­лый осадок сульфита кальция. Перед обнаружением кар­бонат-ионов целесообразно окислить SO₃ 2— до SO₄ 2- добавлением в исследуемый раствор пероксида водорода.

Реакция является фармакопейной.

3. Сульфат магния образует в растворах карбонатов бе­лый осадок карбоната магния:

Осадок растворим в кислотах. Гидрокарбонаты образу­ют осадок с MgSO₄ только при кипячении.

Реакция является фармакопейной.

4. Фенолфталеин. Карбонаты и гидрокарбонаты ще­лочных металлов гидролизуются и имеют щелочную реак­цию среды:

При добавлении фенолфталеина в водный раствор этих солей появляется розовая окраска.

Реакции обнаружения оксалат-иона С₂О₄ 2-

Оксалат-ион С₂О₄ 2- — анион щавелевой кислоты Н₂С₂О₄. Щавелевая кислота представляет собой кристаллическое вещество белого цвета, хорошо растворимое в воде. Сла­бый электролит.

1. Хлорид бария ВаСl₂ образует с С₂О₄ 2- белый творо­жистый осадок оксалата бария ВаС₂О₄:

Осадок ВаС₂О₄ легко растворяется в соляной и азотной кислотах, а в уксусной кислоте растворяется при кипячении.

2. Хлорид кальция СаСl₂ дает с ионом С₂О₄ 2- белый мелкокристаллический осадок оксалата кальция СаС₂О₄:

не растворимый в уксусной кислоте даже при кипячении но легко растворяющийся в НСl и HNO₃.

Эта соль входит в состав мочевых камней.

3. Перманганат калия КМnО₄ в присутствии серной кислоты при слабом нагревании окисляет ионы С₂О₄ 2- до диоксида углерода СО₂, а сам восстанавливается до бес­цветного иона Мn 2+ и раствор обесцвечивается:

Реакция широко используется в количественном анализе.

Реакции обнаружения хромат-иона СrО₄ 2-

О соединениях хрома написано в § 11.1.

1. Хлорид бария ВаСl₂ с хромат-ионом образует жел­тый осадок хромата бария ВаСrО₄:

Осадок растворим в минеральных кислотах, но не рас­творяется в уксусной кислоте. Дихромат-ионы Сr₂О₇ об­разуют желтый осадок с хлоридом бария только в присут­ствии ацетата натрия (см. § 10.3).

2. Нитрат свинца (II) Pb(NO₃)₂ дает с хромат-ионами осадок желтого цвета:

Осадок растворяется в азотной кислоте и щелочах.

3. Нитрат серебра AgNO₃ при взаимодействии с хроматами щелочных металлов дает кирпично-красный осадок хромата серебра Ag₂CrO₄:

Осадок растворим в азотной кислоте и растворе аммиа­ка, но не растворяется в уксусной кислоте.

4. Пероксид водорода в кислой среде окисляет дихро­мат-ионы Сr₂О₇ 2- до надхромовои кислоты синего цвета:

В водных растворах надхромовая кислота очень неус­тойчива и разлагается с образованием солей хрома (III). Синий цвет раствора переходит в зеленый. При добавле­нии к водному раствору надхромовои кислоты амилового спирта С₅Н₁₁ОН или диэтилового эфира (С₂Н₅)₂О кислота переходит при встряхивании в органический слой, кото­рый окрашивается в синий цвет.

ВОПРОСЫ И УПРАЖНЕНИЯ

1.Какие химические элементы способны к образованию ани­онов? Приведите примеры.

2. Как классифицируются анионы по своим ОВ-свойствам?

3. Какие анионы проявляют свойства как окислителя, так и восстановителя?

4. Как анионы подразделяются на группы?

5. Почему открытие анионов в отличие от катионов обыч­но ведут дробным методом?

6. Какова биологическая роль элементов, входящих в состав анионов: а) углерода и кремния; б) фосфора; в) кислорода; г) серы; д) фтора; е) хлора; ж) йода?

7. Перечислите важнейшие химические соединения анионов первой группы, применяемых в медицине.

8. Бариевая соль какого аниона первой аналитической груп­пы не растворяется в кислотах?

9. Какой анион первой аналитической группы дает осадок желтого цвета с групповым реагентом?

10. С помощью какой реакции можно обнаружить сульфит-ион SO 2- ₃ в присутствии карбонат-иона? Напишите уравнение реакции.

11. Какая реакция позволяет отличить тиосульфат-ион S₂O 2- ₃ от сульфит-иона SO 2- ₃?

12. Какая реакция является характерной и одновременно фарма­копейной для обнаружения: а) борат-ионов; б) фосфат-ионов?

13. Какие анионы могут мешать обнаружению карбонат-ио­нов? Как устранить мешающее действие некоторых анионов при обнаружении карбонат-иона?

14. Какая реакция обнаружения оксалат-ионов широко ис­пользуется в количественном анализе ? Напишите урав­нение реакции.

15. Как взаимодействуют хроматы и дихроматы с пероксидом водорода?

Дата добавления: 2014-11-13 ; просмотров: 145 ; Нарушение авторских прав