Физико-химические основы синтеза тетрафторобромата калия

• Автор: Шагалов, Владимир Владимирович
• Шифр специальности: 05.17.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 156 с. : ил.

Оглавление

1. Литературный обзор

1.1. Общая характеристика фтороокислитслей.

1.2. Физикохимические свойства применяемых веществ и объектов

исследований

1.2.1. Трифторид брома

1.2.2. Комгшсксообразование три фторида брома с фторидами

щелочных и щелочноземельных металлов

1.2.3. Тетрафторобромат калия

1.2.4. Исходные и сопутствующие вещества

1.2.5. Фазовые и химические равновесия в системах с участием Вг2,

ВгР, ВгР3, ВгР5, НИ, КБ
1.3. Химикоаналитическая характеристика благородных металлов
1.3.1. Физикохимические свойства благородных металлов
1.3.2. Методы анализа благородных металлов
1.4. Выводы к главе 1
2. Исследования синтеза тетрафторобромата калия с
использованием жидкого трифторида брома.
2.1. Предварительные термодинамические расчеты взаимодействия
КГ с жидким ВгРз
2.2. Применяемые вещества и методы синтеза и очистки.
2.2.1. Фторид калия
2.2.2. Бром
2.2.3. Получение фтора
2.2.4. Синтез трифторида брома
2.3. Описание схемы экспериментальной установки и методики
синтеза тс графторобромата калия жидкофазным способом.
2.4. Результаты изучения процесса синтеза КВгГ жидкофазным
способом и их обсуждение.
2.4.1. Определение энтальпии образовании КВгР4
2.4.2. Кинетические закономерности процесса взаимодействия КР и
жидкого ВгР3
2.5. Аналитические исследования тетрафторобромата калия,
синтезированного жидкофазным способом
2.5.1. Химический анализ на содержание брома, фтора и калия
2.5.2. Рентгенофлюоресцентный анализ
2.5.3. Термогравимстричсское изучение КВгР4 в инертной атмосфере
2.5.4. Диаграмма состояния системы КРВгРз
2.5.5. Некоторые физикомсханические свойства К.ВгГ4 полученного
жидкофазиым способом
2.6. Выводы к главе 2.
3. Исследование синтеза тетрафторобромата калия из КВг и
элементного фтора
3.1. Термодинамика процессов взаимодействия фтора с бромидом
3.2. Описание экспериментальной установки.
3.3. Описание исходных веществ и методы их синтеза
3.3.1. Подготовка бромида калия
3.3.2. Получение фтора
3.4. Методика проведения экспериментов
3.4.1. Методика изучения кинетики взаимодействия бромида калия с
элементным фтором
3.4.2. Методика исследования устойчивости тетрафторобромата калия
в атмосфере фтора
3.5. Экспериментальные данные по синтезу КВгР4 из КВг и фтора и
их обсуждение.
3.5.1. Термическая устойчивость тетрафторобромата калия в атмосфере фтора
3.5.2. Взаимодействие бромида калия со фтором
3.6. Поисковые исследования по определению типа аппарата непрерывного дейс твия для синтеза тетрафторобромата калия из бромида калия и фт ора
3.6.1. Аппарат с неподвижным слоем
3.6.2. Барабанная вращающаяся печь
3.6.3. Реактор стесненного падения
3.6.4. Шнековый реактор
3.7. Изучение процесса синтеза тетрафторобромата калия из КВг в
шнековом реакторе
3.8. Выводы к главе 3
4. Практическое применение тетрафторобромата калия для растворения благородных металлов.
4.1. Физикохимические закономерности взаимодействия иридия с
тетрафгороброматом калия.
4.2. Применение тетрафторобромата калия для переработки вольфрампалладисвых сплавов
4.3. Применимость тетрафторобромата калия в аналитических целях
4.4. Выводы к главе 4
5. Выводы
Список литературы


КВгР4 с целыо определения наиболее приемлемого способа, обеспечивающего количественный выход, необходимые физико-механические свойства и безопасность его получения в количественных масштабах. Провести юрмодинамичсские расчеты и изучить кинетические закономерности процессов синтеза КВгР4. Определит]» перспективный тип аппарата для синтеза КВгР4 для промышленной реализации. Исследовать процессы возможного практического применения теграфторобромата калия. ВгР3 - КР; изучены термохимичекие свойства К. Вт! Практическая значимость. ВгРз). ХО-1, Ж-3, БА1Ш-7 и БАЯМ-бб. Диаграмма состояния системы КР-ВтРз. Хемосорбционный характер и топохимический механизм образования тстрафторобромата калия. Способ синтеза тстрафторобромата калия из фторида калия и жидкого трифторида брома (жидкофазный способ). Способ синтеза тстрафторобромата калия из бромида калия и элементного фтора (газофазный способ). Межлунар. Физико-гсхпические проблемы атомной энергетики и промышленности». Томск, ; Междуиар. ISIF . Томск, ; IV Междуиар. Физико-технические проблемы аюмиой эиертики». Томск, ; Межлунар. ISIF . Владивосюк, ; th International Symposium on Fluorine Chemistry. Jackson Hole, Wyoming, USA, ; X Юбилейной научно-пракжч. Химия и химич. XXI веке». Томск, ; -ой Всеросс. ВНКСФ-. Кемерово, ; Proceedings of the Junior Scichtist Conference . Vienna, Austria. April , th European Symposium on Fluorine Chemistry - Ljubljana, Slovenia, . Публикации. ВАК для публикации результатов диссертационных работ,1 5 докладах, тезисах докладов. Paooia отмечена дипломом на конкурсе научных работ «Знания молодых ядерщиков -атомным станциям» г. Участник молодежного научио-инновациоппого конкурса» (УМНИК) и за научное исследование в области химии № ГКК -4 (РХТУ им. Д.И. Менделеева). Структура и обьс. Диссертация состоит из введения, 4 глав, выводов, списка цитируемой литературы источников. Материал работы изложен на 6 страницах, включая рисунок и таблиц. В технологии редких элементов важное место занимают фторидные процессы. В качестве фторирующего агента наиболее широкое применение получил элементный фтор, однако не во всех случаях возможно его применение. Для проведения окислительного фторирования, то есть не только для получения фтористых соединений элементов, но и их окисления в процессе фторирования, наряду с элементным фтором применяют фториды некоторых мешллов в высшей степени окисления (СоРз, А&? СеР4, УР0 И др. Галогснфториды не уступают по своим окислительным свойствам фтору, а в некоторых случаях и превосходят его. Являясь неводными ионизирующими растворителями, галоидные соединения фтора проявляют сильное окислительное действие и обладают уникальной способностью вступать в реакции с большинством неорганических соединений с образованием фюридов в высшей степени окисления. В России наиболее заметный вклад в изучение химии фторидов галогенов и в разработку технологий с их применением внесли ИОНХ РАН, РНЦ «Курчатовский институт», НИХ СО РАН, ДВНЦ РАН, ОАО «СХК», Томский политехнический университет и ряд других организаций. Процессы синтеза галогенфторидов весьма сложны, существует множество факторов, влияющих па качество синтезируемого вещества и выход продукта. К таким факторам можно отнести соотношения исходных компонентов, обьемную1 скорость подачи реагентов, температуру процесса синтеза, диаметр и материал реактора, а также материал насадки, которой заполняется реактор в целях увеличения поверхности контакта компонентов и которая ЯВЛМС1СМ кшализатором при протекании процессов фторирования. ХТРЭ Томского политехнического университета: С1Р3 [1, ВгР3 н ВгР5 [1} 1Р5 и []. Для применения в аналитической практике разложения проб, в том числе и содержащих блаюродные металлы, использовались почти все выпускаемые Промышленностью фторокислители р2, С1Рз, ВгРз, ВгР5, 1Р5, ХсР2 и др. Г1. Некоторые физические свойства фторокислителей [4; ]представлены в таблице 1. Таблица 1. Соединение Сосюяние Плотность Г. Т кип. Содерж. С фтора. ВгРз Тяжелая жидкость 2,3 (2? Газ 2, (0 °С) 6 5 (субл. XeFj Твердое вещество 4,0 - 5,7 (субл. IFj < BrF3 < CIF < IF7 < BrF5 < XeF2 < C1F3 < XeF4 < C1F5 (1.