Гетерогенное гетерофазное окисление йодидов и йодистоводородной кислоты оксидом кобальта Co3 O4 в органических дисперсионных средах

• Автор: Шеставин, Роман Александрович
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Курск
• Количество страниц: 139 с. : ил.

1.1. Общая характеристика реакционной способности СО4 и оценка факторов, существенно влияющих на нее.
1.2. Окислительновосстановительные превращения с участием соединений кобальта и пути их интенсификации.

1.3. Методы анализа соединений кобальта и их краткая характеристика.

1.4. Обоснование формулировки целей и задач выполненного исследования.

ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

2.1. Характеристики используемых реактивов

2.2. Описание рабочей установки и методик проведения основного и вспомогательного эксперимента.

2.3. Переработка реакционных смесей и вопросы утилизации

2.4. Материальный баланс отдельных опытов и стехиометрическое уравнение окислительновосстановительного процесса
2.5. Оценка растворимости основных компонентов системы и скоростей растворения в наиболее распространенных условиях проведения окислительновосстановительного процесса
2.6. Основные требования к интенсивности механического перемешивания и о целесообразности проведения процесса в бисерной мельнице
2.7. Оценка роли окисления йодидов молекулярным кислородом
2.8. Воспроизводимость результатов
ГЛАВА 3. КИНЕТИЧЕСКИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ ОКИСЛЕНИЯ ИОДИДА К,АЛИЯ ОКСИДОМ КОБАЛЬТА Со4 В
ДИСПЕРСИОННЫХ СРЕДАХ НА ОСНОВЕ УКСУСНОЙ КИСЛОТЫ.
3 .1. Влияние температуры и исходных содержаний реагентов.
3.2. Роль стехиометрического избытка недостатка окислителя восстановителя в зависимости от условий проведения окислительновосстановительного процесса
3.3. Влияние присутствия и содержания продуктов превращения на кинетические закономерности окислительновосстановительного
процесса и их количественные характеристики
3.4. Реализуемые на практике режим протекания, лимитирующая стадия,
кинетическое уравнение и схема механизма процесса
ГЛАВА 4. ВЛИЯНИЕ ПРИРОДЫ КИСЛОТЫРЕАГЕНТА И РАЗЛИЧНЫХ ДОБАВОК НА КОЛИЧЕС ТВЕННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ОКИСЛЕНИЯ ЙОДИДА КАЛИЯ ОКСИДОМ КОБАЛЬТА СО4.
4.1. Оценка роли природы кислоты в углеводородных дисперсионных
средах.
4.2. Влияние природы и количества добавки на характеристики окислительновосстановительного процесса в различных дисперсионных средах
ГЛАВА 5. ЙОДИСТЫЙ ВОДОРОД В КАЧЕСТВЕ ВОССТАНОВИТЕЛЯ ОКИСЛИТЕЛЬНОВОССТАНОВИТЕЛЬНОГО ПРОЦЕССА
5.1. Закономерности и пути управления процесса, когда Ш и восстановитель, и реагенткислота.
5.2. Оценка возможности замены Ш как реагентакислоты на другую
КИСЛОТ
5.3. Аналитические варианты изученного окислительновосстановительного процесса
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
ВВЕДЕНИЕ


Многие соединения кобальта обладают высокой каталитической активностью и служат катализаторами синтеза различных химических соединений. Радиоактивные соединения кобальта широко применяются в медицине . Ряд сложных органических соединений кобальта играет важную роль в обмене веществ у растений и животных, а также влияет на активность ферментов. Витамин В является кобальторганическим соединением. Он был выделен в кристаллическом состоянии и назван цианокобаламином 3. Его молекула1 построена на основе корринового цикла, содержащего атом кобальта III. Кобальт в огромном большинстве простых соединений является двухвалентным, а в комплексных трхвалентным. Соединения кобальта весьма разнообразны и достаточно подробно описаны в литературе. К числу наиболее важных относятся его оксиды. Известны оксиды двух, трх и четырхвалсытного кобальта 4. При термическом разложении СоОН2 в инертной атмосфере, восстановлением или термическим разложением СО4 получают монооксид СоО. Он представляет собой серые, коричневые или оливковозелные кристаллы с кубической решткой. Растворяется в соляной, серной, азотной и других сильных кислотах, труднее в уксусной, щавелевой, винной, фтористоводородной кислотах с образованием соответствующих солей двухвалентного кобальта розо
вого цвета5. При нагревании на воздухе выше 0С переходит в СО4. СоО используется для получения катализаторов, ферритов, а также как компонент тврдых электролитов. Может использоваться как пигмент для керамики, стекла, фарфора. Оксид кобальта Со3 представляет собой коричневый или темнокоричневый порошок. В литературе высказаны сомнения по поводу существования его в безводном состоянии . Известны гидраты СогОзНгО, Со2Оз 2Н, Со2ОзЗН, Со2Оз5Н, образующиеся во влажном воздухе. По термографическим данным гидрат СО3 Н2О или НСо существует до температуры 0 С при повышении температуры удаляется структурная вода с одновременным разложением III. Оксид кобальта СО4 образуется при нагревании оксида кобальта СоО в интервале температур от 0 до 0 С и при сгорании пирофорного кобальта на воздухе. Представляет собой мелкодисперсный порошок черного цвета. Оксид также получается при нагревании гидроксида кобальтаП. Термографически установлено 7, что в интервале температур 0 0 С из СоОН3 сначала образуется НСо, который при 0 0 С превращается в СО4. СО4 ЗСоО С2 1. В литературе также описан иной способ получения мелкодисперсного смешанного оксида кобальта СО4. Способ включает взаимодействие растворов соли кобальта II и щелочного агента, окисление кислородом воздуха, перекристаллизацию полученного оксигидроксида кобальта III, отмывку и сушку. С целью упрощения процесса и увеличения удельной поверхности смешанного оксида кобальта СО4 процесс кристаллизации оксигидроксида кобальта 3 ведут в присутствии ионов кобальта 2 при 0 С в течение 0 часов. Со3. Однако, он неустойчив и легко разлагается с выделением кислорода. Состав оксидов и некоторые физические свойства представлены в таблице 1. Таблица 1. Характеристика оксидов кобальта8, . СоО , , куо. Со3 5, , триг. СО4 0, , , куб. По мнению авторов 4 оксид кобальта СО4 состоит из СоО и Со. Кристаллизуется по типу магнетика. В отличие от Рез, в решетке которого ионы металла двух, трехвалентны, в СО4 металл обладает валентностями и IV, также как это происходит в Мп4. Ионы Со4 занимают те же узлы решетки, что и ионы Мл2 в обычной шпинели 4, . Другие авторы, однако, считают, что в составе оксида СО4 кобальт находится в ралентных состояниях III и II, то есть оксиду приписывается состав СоОСо3 6. Таким образом, в свойствах СО4 можно ожидать сходства с Со3, либо с Со. Оксид кобальта СО4 легко восстанавливается в токе водорода уже при С до СоО, а затем до металлического кобальта. Восстановление до металла можно также провести нагреванием с углем, оксидом углерода. На основании изучения кинетики температурной зависимости скорости реакций и кинетического изотопного эффекта был сделан вывод, что низкотемпературное восстановление оксида кобальта Со4 водородом протекает по туннельному механизму7, .