Способ получения хлорида меди (I)

(51) 25 1/20 (2011.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ Сущность способа заключается в том, что в сосуд с раствором медипогружают медный и графитовый электроды,которые накоротко соединяют между собой проводником через составляют гальваническую пару. При этом медь,как металл, имеющий в данной гальванической системе более отрицательный потенциал,окисляется по реакции С 0-еС. На графитовом электроде (он имеет более положительный потенциал в данной системе) происходит восстановление ионов двухвалентной меди до одновалентного состояния С 2. Ионы меди , образовавшиеся и на медном, и на графитовом электродах, в объеме раствора взаимодействуют с хлорид-ионами с образованием плохорастворимого хлорида меди Таким образом,впервые разработан упрощенный,принципиально новый способ получения хлорида меди , являющегося основным реагентом, использующимся в газовом анализе для поглощения оксида углерода , а также применяющийся для очистки ацетилена.(72) Баешова Ажар Коспановна Баешов Абдуали Сартжан Айкынбек Абилкас Айдын Дуйсенбайулы(73) Республиканское государственное предприятие на праве хозяйственного ведения Казахский национальный университет им. аль-Фараби Министерства образования и науки Республики Казахстан(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ХЛОРИДА МЕДИ(57) Изобретение относится к области синтеза с частности, к способу получения хлорида меди . Достигаемый технический результат упрощение процесс условий труда. Технический результат достигается способом получениеиз водных растворов, содержащих ионы медии отличие от известного, в качестве водного раствора солянокислой меди , в который погружают медный электроды и соединяют их между собой накоротко электропроводником. Изобретение относится к области синтеза использованием сернистокислого натрия при соединений меди, в частности, к способу получения нагревании /Реми Г. Курс неорганической химии,хлорида меди . том . - Изд-во Мир, Москва, 1974. - 775 с./ Известен способ получения хлорида медиреакцией восстановления ионов медис 242322222424 Основным недостатком известного способа При комнатной температуре образование является то, что реакция протекает при нагревании, хлорида медипротекает с очень низкой кроме того, раствор загрязняется сульфит-, сульфат- скоростью. ионами, а также ионами натрия, следовательно,Задачей предлагаемого изобретения является необходима дополнительная операция по очистке разработка способа получения чистого хлорида полученного продукта. К тому же, используемый меди . восстановитель - сульфит натрия является Технический результат - упрощение процесса и дефицитным и дорогостоящим реагентом. улучшение условий труда. Наиболее близким по технической сущности и Технический результат достигается способом достигаемому эффекту к предлагаемому способу получения хлорида медииз водных растворов,является способ получения хлорида медииз содержащих ионы медии хлорид-ионы, но в хлоридных растворов /Карякин Ю.В. Ангелов В.И. отличие от известного, в качестве водного раствора Чистые химические вещества. Изд. 4-е, пер. и доп. используют раствор солянокислой меди , в М., Химия, 1974. 408 с/. Сущность способа который погружают медный и графитовый заключается в следующем растворяют сернокислую электроды и соединяют их между собой накоротко медь и хлорид натрия в воде при 70 С и в раствор электропроводником. подвешивают марлевый мешочек с Сущность способа заключается в том, что в свежеосажденной металлической медью. сосуд с солянокислым раствором медиОбразование хлорида медипротекает по реакции погружают медный и графитовый электроды,которые накоротко соединяют между собой 42224 Через 10 минут жидкость обесцвечивается. проводником через внешнюю цепь, т.е. составляют пару. Для того,чтобы Раствор быстро фильтруют в стеклянную бутыль, гальваническую контролировать скорость процесса на электродах, во содержащую смесь воды и соляной кислоты (ч., пл. цепь последовательно включают 1,19), при этом сразу же выделяется белый осадок внешнюю амперметр. Схема установки приведена на рисунке.. Реакционную смесь выдерживают 2 часа,затем жидкость декантируют и осадок отсасывают Между электродами возникает электродвижущая сила, т.к. на графитовом электроде устанавливается на воронке с полотняным фильтром. потенциал На поверхности свежеосажденной меди окислительно-восстановительный системы одновременно протекают реакции окисления и 2,0,54 ,восстановления с образованием ионов одновалентной меди а на медном электроде - окислительно 1) Реакция восстановления ионов восстановительный потенциал системы двухвалентной меди до ионов одновалентной меди 0 22) Реакция окисления металлической меди до ионов одновалентной меди 0 В суммарном виде указанные реакции можно представить в виде реакции репропорционирования 22 Ионы одновалентной меди в растворе взаимодействуют с хлорид-ионами с образованием хлорида меди . Известный способ получения хлорида медиимеет следующие недостатки Реакция проекает при нагревании (при температуре 70 С), т.е. она предусматривает расход энергии, ухудшаются условия труда из-за испарения раствора Вследствие использования медного купороса и хлорида натрия раствор загрязняется сульфатионами и ионами натрия,следовательно,необходима дополнительная операция по очистке полученного продукта - хлорида меди Амперметр показывает, что в цепи появляется ток. При этом медь, как металл, имеющий в данной гальванической системе более отрицательный потенциал, окисляется по реакции 0 На графитовом электроде (он имеет более положительный потенциал в данной системе) происходит восстановление ионов двухвалентной меди до одновалентного состояния 2 Ионы меди , образовавшиеся и на медном, и на графитовом электродах, в объеме раствора взаимодействуют с хлорид-ионами с образованием плохорастворимого хлорида меди Таким образом, при погружении медного и графитового электродов в солянокислый раствор хлорида меди , медный электрод растворяется с образованием ионов меди , а ионы медина графитовом электроде восстанавливаются с образованием также ионов меди , что установлено впервые. Далее в объеме раствора образуется хлорид меди , который выпадает в осадок. Пример. Сосуд объемом 100 мл заполняют раствором солянокислой меди . Концентрацию ионов медиизменяют в интервале 5-25 г/л. Продолжительность эксперимента равна 0,5 час,температура раствора - 20 С. В раствор опускают медный и графитовый электроды, которые соединяют между собой накоротко медным электропроводником через внешнюю цепь. Во внешнюю цепь последовательно включают амперметр. Амперметр необходим для контроля скорости процесса образования . При замыкании ключа благодаря работе гальванической пары медь-графит в цепи возникает электродвижущая сила, медь растворяется с образованием ионов меди , а на графитовом электроде происходит восстановление ионов С до ионов С. В объеме раствора происходит взаимодействие ионов медис хлорид-ионами и образуется хлорид меди . Таким образом в данном случае имеет место внутренний электролиз. Как известно, в электрохимии скорость процесса определяется плотностью тока на электроде. В данном случае скорость процесса образования целевого продукта хлорида медизависит от плотности тока на электродах, возникающего в цепи, благодаря работе гальванической пары медь-графит, а на скорость процесса существенное влияние оказывает концентрация ионов меди . В таблице приведена зависимость скорости процесса образования ионов С от концентрации ионов медив растворе. Таблица. Влияние концентрации ионов медив растворе на скорость образования ионов С ( 0,5 час,20). С 2 , г/л, г/м 2 час 5 60 10 82 15 104 20 122 25 144 Как видно из таблицы, с повышением исходной концентрации медискорость процесса образования ионов меди , следовательно, и хлорида медиповышается. Предложенный способ по сравнению с прототипом имеет следующие преимущества- полученный продуктхлорид медиявляется чистим, т.к. исключается загрязнение ионами натрия и сульфат-ионами, как в случае прототипа, следовательно, нет необходимости проводить дополнительную операцию по очистке- процесс образования хлорида медипротекает при комнатной температуре, т.е. улучшаются условия труда, т.к. раствор не испаряется, к тому же нет дополнительного расхода энергии на нагревание раствора- в предложенном способе в качестве медного электрода можно использовать отходы в виде лома,стружек- в качестве второго электрода используют нерастворимый инертный материал - графит,который является достаточно дешевым и доступным, практически не расходуется и может служить долгое время. Следует отметить, что в том случае, когда медный и графитовый электроды не соединены между собой проводником накоротко через внешнюю цепь, формирование хлорида медипроисходит, но скорость протекания процесса меньше, более чем в 5-6 раз. Это свидетельствует о том, что в предлагаемом способе образование хлорида медипротекает за счет внутреннего электролиза, благодаря созданию гальванической пары медь-графит. Также следует отметить, что при применении вместо плоского медного электрода, кусковых медных электродов с развитой поверхностью, скорость процесса повышается в несколько раз. Таким образом,впервые разработан упрощенный,принципиально новый способ получения хлорида меди , являющегося основным реагентом, использующимся в газовом анализе для поглощения оксида углерода , а также применяющийся для очистки ацетилена. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Способ получения хлорида медииз водных растворов, содержащих ионы медии хлоридионы, отличающийся тем, что в качестве водного раствора используют раствор солянокислой меди, в который погружают медный и графитовый электроды и соединяют их между собой накоротко электропроводником через внешнюю цепь. Фиг. 1.Схема установки для получения хлорида меди