Методы получения особо чистых неорганических веществ - Степин Б.Д.
Скачать (прямая ссылка):
ЛИТЕРАТУРА
1. D. Enskog, Phys. Z., 12, 533 (1911).
2. S. Chapman, F. Dootson, Phyl. Mag., 33, 248 (1917).
3. К. Джонс, В. Ф e p p и, Разделение изотопов методом термодиффузии ИЛ, 1947.
4. К. Э. Г р ю, И. Л. И б б с, Термическая диффузия в газах, Гостехтеорет-издат, 1956.
5. А. И. Бродский, Химия изотопов, Изд. АН СССР, 1952.
6. А. М. Розен, Теория разделения изотопов в колоннах, Госатомиздат, 1960. '
7. R. S. J о n e s, W. F и г г у, Phys. Rev., 57, 547 (1940).
8. R. S. Jones, W. Furry, Rev. Modern. Phys., 18, 151 (1946)
9. К. С 1 u s i u s, G. D i с k e 1, Naturwiss., 26, 546 (1938)
10. К. С 1 u s i u s, G. Dickel, Z. phys. Chem., 44, 451 (1939).
11. Г. M. Панченков, E. П. Агеев, A. A. К о p ы т и н, ЖФХ, 40, 234 (1966).
12. J. A. Letcher, Е. С. Milberger, Ind. Eng. Chem., 45, 2689 (1953).
13. T. S. Heines, О. A. Larson, I. I. Martin, Ind. Eng. Chem., 49, 1911 (1957).
14. J. A. Letcher, R. A. Letcher, C. Foreman, Ind. Eng Chem 44 2249 (1952). s " '
15. J. A. Letcher, Ind. Eng. Chem., 47, 212 (1955).
16. J. R. White, A. T. Wei lows, Ind. Eng. Chem, 49, 1409 (1957)
17. G. O'D о n n e 11, Analyt. Chem., 23, 894 (1951).
18. W. M. Rutherford, H. G. D r i с k a m e r, J. Chem Phys 22 1284 (1954). '
19. R. L. S ax ton, H. G. D rick a mer, J. Chem. Phys., 22, 1290 (1954),
ГЛАВА XII
ХИМИКО-ФИЗИЧЕСКИЕ
МЕТОДЫ
ОЧИСТКИ
НЕОРГАНИЧЕСКИХ
ВЕЩЕСТВ
К химико-физическим методам очистки вещества относятся методы, основанные на использовании гомогенных или гетерогенных химических реакций, приводящих к образованию микропримесями таких устойчивых соединений или простых веществ, которые в дальнейшем могут быть удалены из основного вещества любым подходящим физическим способом.
В технологии получения особо чистых неорганических веществ чисто химические методы самостоятельно не используются, а почти всегда сочетаются с теми или иными физическими способами удаления новых химических форм микропримесей из основного вещества или его растворов: фильтрование нерастворимых осадков и аэрозолей, извлечение из растворов хелатов или ионных ассоциатов подходящим сорбентом или экстраген-том; ректификация основного компонента из системы, содержащей разделяющий агент и т. д. Поэтому правильнее в данном случае говорить не о химических, а о химико-физических методах очистки веществ, подчеркивая тем самым, что величина коэффициента разделения зависит в основном от первоначальной химической обработки вещества.
Среди химико-физических методов очистки вещества наиболее известны методы избирательного окисления или восстановления микропримесей (в том числе методы термической диссоциации примесных соединений, гидридный метод, метод амальгамного обмена и выделения макрокомпонентов в газообразном состоянии при взаимодействии вещества с реагентом в жидкой фазе); осаждения и соосаждения микропримесей из газообразных сред и растворов в виде практически нерастворимых твердых фаз; избирательного галогенирования; избирательного комплексо-образования в растворах. К числу химико-физических методов относится также метод химических транспортных реакций. Однако специфичность последнего метода и большие исследования, проведенные последнее время по его совершенствованию,
415
заставили нас посвятить химическим транспортным реакциям специальную главу. Метод осаждения (и соосаждения) микропримесей из жидких и газообразных фаз также рассматривается в отдельной главе, посвященной фракционированной кристаллизации веществ.
ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МЕТОДОВ
Удаление микропримесей из вещества при помощи химико-физических методов основано на различии констант равновесия либо констант скоростей реакций взаимодействия химического реагента с макро- и микрокомпонентом системы [1].
Предположим, что в тройной системе А—В—С (В — микрокомпонент; С — реагент) протекают две реакции: А + С — -> АС и В + С-^-ВСс константами равновесия К\ и /(2. Рассмотрим более простой случай, когда стехиометрические коэффициенты равны единице, исходные компоненты представляют собой газообразную или жидкую фазу, системы достигли равновесного состояния, а продукты реакции являются твердыми веществами. Тогда отношение констант равновесия равно
V [В![АС![УвУас К2 [А] [ВС] [ 7АУвс .
где [А], [В], [АС] и [ВС] — мольные доли исходных компонентов и продуктов реакции; у< — их коэффициенты активности. Но, с
(В] [АС] . ,
другой стороны, [д] [вс] = а> где а — коэффициент разделения.
При этом имеется в виду, что фракцией вещества, обедненной микропримесью В, является вещество А, а фракцией, обогащенной микропримесью, смесь новых соединений АС и ВС, выделившаяся из реакционной среды в виде новой фазы (осадок, аэрозоль, газ и т. д.). Отсюда
¦ — а-
К2 YAYвc
Применяя уравнение изотермы химической реакции А2° = = —4,575 Т \g К ккал/моль, получим окончательно:
Лг°2-Л21 , Г УвУас
1ёа = -
4,5757 [ уА7вс
(XII. 1)
Следовательно, для получения эффективной очистки вещества от микропримесей (а<С1) при коэффициентах активности компонентов у, = 1 необходимо, чтобы изобарно-изотермический потенциал реакции * взаимодействия микрокомпонента с реагентом
