Методы получения особо чистых неорганических веществ - Степин Б.Д.
Скачать (прямая ссылка):
Мы не претендуем также на полноту охвата всех продуктов, получаемых ректификацией и дистилляцией в состоянии особой чистоты; список их постоянно дополняется как элементооргани-ческими соединениями, так и относительно тугоплавкими соединениями и металлами. Ректификационная очистка последних осуществляется уже под повышенным давлением.
С другой стороны, ряд ректифицируемых при атмосферном давлении жидких неорганических соединений получены в особо чистом состоянии с использованием селективных методов ректификации, в том числе, применением добавок малых количеств химически активных по отношению к микропримесям веществ или комплексообразователей.
Очистка SbCl3 и AsCl3 [36]
Исследования по очистке SbCU с использованием метода перегонки начаты много лет назад.
Имеются данные** о том, что фракционной перегонкой раствора SbCl3 в соляной кислоте можно очистить продукт от ряда примесей до содержания 10_4% (Bi, Те, Cd, Со, Си, As, Ni, Sn, Pb, Ag), а мышьяка до <10~5%. Отбор фракции особо чистой БЬС1з осуществляется в пределах 200—220° С. В последнее время произведена очистка SbCU методом ректификации [113, 114].
Конкретные данные, связанные с чистотой продукта, приведены в работе [41].
Ректификация проводилась на стеклянной тарельчато-сетча-той колонне типа Ольдершау [115] диаметром 32—34 мм, имевшей 15 реальных тарелок. Головка полной конденсации охлаждалась водяным и воздушным холодильниками.
* Здесь также лимитируемым фактором является нередко стерильность условий работы и наличие особо чистых реактивов.
** Работа проведена в Институте химических реактивов в 1962 г,
284
Исходная ЭЬСЬ была получена хлорированием металла марки СУ-О. Данные по качеству полученного продукта приведены в табл. 20.
Таблица 20
Данные ректификационной очистки 5ЬС13 при 745,0 мм рт. ст.
о Количество фракций Содержание примеси, и химический % (спектральный анализы)
Величина флегмо вог< числа а. от исходной загрузки сл < СЛ Se + Te со э О а.
Исходная загрузка Фракция 1 » 2 » 3 » 4 » 5 Кубовый остаток Всего 10-15 8-10 8-10 10-15 10-15 1044 33,8 123 548 161 35 139 1040,8 100 3,2 11,8 52,6 15,4 3,3 13,3 99,5 1,5-10~2 6-Ю-3 <3-10-3 < 3- ю-3 < 3-Ю-3 < 3-Ю-3 < 3-Ю"3 5-Ю-3 < 1 ¦ Ю-3 < 1 ¦ 10"3 < 1-Ю-3 МО-2 < 1 • 10"3 < 1 • 10~3 < 1-Ю-3 1 • Ю-3 1 • Ю-3 1,5-10 2 5-Ю"4 4-Ю-4 - 2-Ю-3 < 1-Ю-4 < 1-Ю"4 ~ 2-Ю-3 < 1-Ю-4 < 1-Ю"4
Эффективность колонны по стандартной смеси С6Н6 — СС14 составляла 11 теоретических тарелок.
Начиная с третьей фракции, продукт получался бесцветный. Очистка АбС1з производилась на колонне с 15 «физическими» тарелками при атмосферном давлении (758,5 ммрт.ст.). Отмечается, что даже на сравнительно малоэффективной колонне с невысокими флегмовыми числами достигается существенная очистка. Более 90% АэСЬ от его загруженного количества (2—5 фракции) было получено с содержанием большинства анализируемых примесей от Ю-4 до 10-6% при содержании некоторых из них в исходном продукте до сотых и десятых долей процента. Все фракции имели слабо-желтую окраску. Фракции с 2 по 5 от первой ректификации были объединены и подвергнуты повторной ректификации; тогда был получен бесцветный продукт. При повторной ректификации получено около 85% АэСЬ от взятой загрузки. Содержание примесей Аэ, Б, Бе, Те, Ре, РЬ, Си, Мд, N1, Мп составляло не более 5 • 10-6% (ниже предела чувствительности существовавших на то время методов анализа).
Глубокая очистка воды методом ректификации
До последнего времени вода особой чистоты получалась на ионнообменных смолах.
Ректификация во фторопластовой колонне эффективностью 10 теоретических тарелок при флегмовом числе 5 с добавкой
285
малых количеств комплексообразователей позволила получить воду высокой степени чистоты, превосходящую продукт после ионообменной установки по многим показателям. Исходным сырьем служит обычная водопроводная вода.
Обогрев куба осуществляется электричеством. Ректифицирующая часть колонны при этом не обогревается; теплоизоляция— пенопласт. Регулировка флегмового числа производится с помощью электромагнитного клапана, либо другим способом.
Содержание примесей в продукте особой чистоты показано в табл. 21.
Таблица 21
Содержание примесей в продуктах особой чистоты,
полученных методами ректификации во фторопластовых колоннах
Содержание, %
Примесь
н2о НР 51НС|3 СО 4
А1 5 • Ю-8 1 ¦К 5- 10"8 < 1 • ю"7
в I • ю-» I • ю"7 5- Ю-3 —
1 • Ю-7 1 < 1 • 10 \ <1 ¦ 1(С
Са 2 ¦ Ю"7 1 •10 <2 - ю 7 < 3- 10 ,
м§ Мп 2- 10-» < 3 - 10"9 1 5 •10 • 1(С 1 • ю:7 1 • 10_ < ыо < 3- 10
Си 4,2- Ю-9 1 1 • ю 8 < 3 - 10
Аз 5 • 10-9 1 ¦ 10 6 < 1 • ю"8 —
№ < 6 • 10"! 1 ¦ ю"7 <з.ю:8 < 1 • ю-6
<6 - 10" <3- 10 <1 ¦ 10~6
РЬ <6-10" 5 •К <1 • ю: < ыо
А8 < 6 • 10" <2- 10 1 5 •10-•10 < ыо < ыо 1 <3-10" < 1 • ю~!
Т1 <6 - ю~8 1 •10 <1 •10~ < 3- 10
Р 1,5- 10"8 1 •10 7 5 • 10~8 —
Сг 6- 10"8 1 • ю"7 < ыо7 < 1 • ю"6
Глубокая очистка 5ШС13 методом ректификации
Основное внимание исследователей было направлено на очистку от наиболее «вредной» для полупроводников примеси фосфора.
