Спосіб одержання складних ртутьвмісних оксидів

Винахід відноситься до галузі неорганічної хімії і матеріалознавства, зокрема до способів одержання складних ртутьвмісних оксидів і може бути використано при виробництві активних діелектриків і теплових фільтрів. Відомі способи одержання складних оксидів, згідно яких тонкодисперсний порошок першого оксиду і порошок металу змішуються і вводяться в реакційну посудину, де за допомогою спеціальної горілки металічний порошок згоряє і окислюється при температурі нижче точки топлення першого оксиду з утворенням другого оксиду, які взаємодіють (Патент Японії по заявці №1 - 79001 від 89.03.24, кл. C01B13/32, C01F7/02, C01G23,00, 25/00; Патент Японії по заявці №1 - 79003 від 89.03.24, кл. C01B13/32, 33/20, 001F7/16). Дані способи не забезпечують одержання однорідного по хімічному складу продукта. Способи вимагають конструювання складної установки. Крім того, в реакційній посудині застосовують нагрівання полум'ям горілки, що локально створює настільки високу температуру, при якій оксид ртуті (II) і можливі інші оксиди, а також цільові продукти розкладаються. Найбільш близьким до пропонованого способу одержання складних ртутьвмісних оксидів, наприклад сполуки зі структурою пірохлора, є синтез з і взятих у необхідному співвідношенні, які перемішуються в агатовій ступці, нагрівання реагентів при 500°C на протязі 48 годин у відкритій кварцевій лодочці при тискові кисню 1атм (Sleight A.W. New Ternary Oxides of Mercury with the Pyrochlore Structure // Inorg. Chem., 1968, v.7, №9, p.1704 - 1708). Недоліком згаданого способу є те, що не вся кількість окислюється до тобто неможливо одержати однорідний продукт. Проводячи синтез у відкритій системі, не забезпечуються гігієнічні та екологічні умови процесу. В основу винаходу покладено завдання одержати складні ртутьвмісні оксиди, однорідні по фазовому та хімічному складу порівняно простим екологічно чистим способом. Поставлене завдання досягається тим, що в способі одержання складних ртутьвмісних оксидів шляхом нагрівання стехіометричної суміші бінарних оксидів в атмосфері кисню, який відрізняється тим, що в бінарних оксидах елементи мають максимальний степінь окислення, нагрівання стехіометричної суміші ведуть при 450 500°C і тискові кисню 1 - 2атм протягом 40 - 48 годин у закритій системі, а цільовий продукт охолоджують повільно. На кресленні (фіг.) зображений загальний вид в розрізі установки для одержання складних ртутьвмісних оксидів. Вихідні оксиди (загальною масою 12 - 20г) на протязі 1 години перемішують в агатовій ступці з пестиком, завантажують в корундизовий або алундовий тигель висота 80 - 100мм) 1, який вставляють в кварцевий реактор 2, що закривається кришкою (на шліфі) 3. В кришку впаяні дві тр убки: одна 4 для вводу термопари, друга 5 - для подачі кисню із балончика 6, де останній знаходиться підтиском 1 - 2атм. Для приєднання балончика до системи використовують гумову тр убку 7. В процесі синтеза вентиль 8 балончика відкривають і підвищений парціальний тиск у всій закритій системі захищає оксид ртуті (II) та інші оксиди і т.д.) від розкладу. Температура синтезу залежить від природи взятих оксидів, але знаходиться в інтервалі температур 450 - 500°C. Температуру вимірюють за допомогою хромельалюмелевої термопари 9, яка знаходиться в контакті з тиглем, і мілівольтметра 10. Реактор поміщають в тигельну піч 11. Режим синтезу: суміш бінарних оксидів на протязі 6 - 8 годин нагрівають з рівномірною швидкістю до температури 450 - 500°C (для сполуки оптимальна температура 480°C), витримують на протязі 40 - 48 годин. Після цього продукт впордовж 20 - 24 годин повільно охолоджують до кімнатої температури. Одержаний продукт є складний ртутьвмісний оксид (наприклад, однорідний по фазовому та хімічному складу. Відмінність запропонованого способу полягає в тому, що він не потребує складної установки: в реакторі відсутнє відкрите полум'я, яке б визивало локальний перегрів реакційної суміші і як наслідок - розклад оксиду ртуті (II) та інших речовин. Крім того, в процесі синтезу пропонованим способом зручно підтримується парціальний тиск кисню 1 2атм, який затримує розклад речовин. Для синтезу застосовують оксиди, в яких метали або напівметали мають максимальний степінь окислення (наприклад, при синтезі замість використовують тобто в процесі синтезу доокислення вже не відбувається і тому одержаний продукт є однорідним. Приклад 1. Синтез із і В ролі вихідних реагентів використовують оксид ртуті (II) і оксид стибію (V) марки "х.ч.", які беруться в стехіометричному співвідношенні (2 : 1). Наважки речовин: 4,3318г 3,2350г Оксиди перемішують в агатовій ступці за допомогою пестика, суміш завантажують в тигель, останній вставляють в реактор, який сполучають з кисневим балончиком (тиск кисню 1,2атм) і проводять синтез. На протязі 8 годин нагрівають систему до 480 - 500°C, витримують 45 годин, охолоджують продукт на протязі 22 годин. Одержаний порошкоподібний продукт має сіруватозелений колір, однорідний по фазовому та хімічному складу. Хімічний аналіз виявляє склад що відповідає кисеньдефіцитному взірцеві сполуки ідеального складу Одержаний продукт, як і кристалізується в кубічній решітці типу пірохлора, просторова група параметр решітки число формульних одиниць Густина речовини, визначена пікнометричним способом (в толуолі) розрахована по густина, даним, рентгенівським Продукт поглинає ІЧ-промені в діапазоні 400 - 4200см-1. Приклад 2. Синтез із і В ролі вихідних реагентів використовують оксид ртуті (II) і оксид стибію (III). Наважки речовин: 4,3318г 2,9150 г Режим синтезу той самий, що для прикладу 1. Валовий склад продукту відповідає формулі але в продукті виявляється металічна ртуть, причому верхній шар продукту відрізняється по складу від нижнього шару. Поява металічної ртуті пояснюється взаємодією: Таким чином, якщо вихідними оксидами брати і як у способі, вибраному за прототип, то одержаний продукт є неоднорідним по фазовому та хімічнному складу. Пропонований винахід зручний, швидкий, не потребує складної установки. Синтез забезпечує одержання однорідного продукта в закритій системі, тому він є виграшним і в екологічному відношенні - продукти синтезу не забруднюють навколишню атмосферу. Спосіб одержання складних ртутьвмісних оксидів, наприклад буде використано для одержання теплових фільтрів.