Способ получения пентахлорокарбонилрутената (III) аммония Советский патент 1993 года по МПК C25B1/00 

Изобретение относится к неорганической химии благородных металлов, а именно, к способу получения пентахлоро- карбонилорутената (III) аммония - (NH4)(CO)Cls - соединения, используемого для получения рутениевых покрытий, применяемых в ответственных деталях микро- и радиоэлектроники.

Целью изобретения является получение чистого (NH4)(CO) не содержащего примеси комплексов Ru(ll) - исходя из соединения, выпускаемого нашей промышленностью - гидроксотрихапорида рутения - Ru(OH)Cl3 - и повышение выхода целевого продукта.

Поставленная цель достигается тем, что в способе получения пентахлорокарбонило- рутената (II) аммония путем обработки хло- рокомплекса рутения смесью муравьиной и соляной кислот с последующим добавлением хлористого аммония, согласно изобретению, в качестве исходного хлорокомплекса рутения используют гидроксотрихлорид рутения, Ru(OH)Cl3, а раствор полученного продукта подвергают электроокислению на платину Ом электроде при потенциале 0,7- 0,9 В (отр. нас. к.э.).

Сущностью изобретения являются использование в качестве исходного соединения выпускаемого промышленностью Ru(OH)Cl3, раствор, полученный при нагревании Ри(ОН) со смесью муравьиной и соляной кислот и последующем добавлении стехиометрического количества подвергается электроокислению на Pt-аноде при потенциале, соответствующем перехоАу: п

RiACDXHzOJCUJ4

В предлагаемом способе синтеза (NH4)(CO)Cl5 введена операция электроокисления на Pt-электроде при Е 0,7- -0,9 В (отн.нас.к.э.) в среде 3-4 М HCI, благодаря которой получается чистый продукт, не содержащий солей рутения (II), в отличие от продукта, получаемого по способам 1,.2. Выбранное значение потенциi2 Ru (CO)

(Л

С

00

о ы

4. Сд

,ч окисления, равное Г.,к. П 7 0.9 В. по-- зиоляет количественно окислить комплекс Ru(ll) - (NH4)(CO)()Cm - до lNI-M)(CO). При Еок. ниже 0,7 В окисление Ru(ll) до Ru(lII) происходит неполностью. При Еок выше 0,9 В начинается окисление ионов хлора с образованием Ch, вследствие чего может частично окислиться Ru(lll). Выбранная концентрация HCI, (Сна) равна 4-5 М, поскольку при Сна 5 М происходит более интенсивное образование CI2, а при Сна 4 М возможны процессы акватации комплексов. При выборе оптимальных величин Сна и Е0к. полнота образования ((СО)С15 контролировалась спектрофотометрически: согласно 1 для этого соединения Ј315: Ј440 0,44- 0,46 и vco в ИКС 2055 , согласно 2. Способ получения (NH4)(CO)Cls осуществляют следующим образом: Ни(ОН) растворяют в смеси концентрированных HCI и НСООН (Т:2 по объему) и кипятят в колбе с обратным холодильником 3-6 часов (в зависимости от количества Ru), раствор переносят в стакан, добавляют стехиомет- рическое количество NH4CI(Ru:NH/jCI 1:2 в молях) и выпаривают на водяной бане досуха. Сухой остаток растворяют в 4 М НС1 и переносят в рабочую камеру электрохимической ячейки. Электрохимическая ячейка представляет собой стеклянный сосуд с тремя отделениями (камерами), разделенными стеклянными пористыми перегородками (фильтр Шотта №3-4). Средняя рабочая камера - заполняется окисленным раствором соли Ru, а две боковые - раствором 4-5 М HCI. Электродами служат: платиновая сетка - рабочий электрод, нас. каломельный - электрод сравнения и Pt-пластинка - вспомогательный электрод. С помощью потенциостата задают напряжение Еок. 0,7-0,9 В и проводят электролиз в течении 15-20мин. -додостижения остаточного тока, равного 0,02-0,03 мД. После этого выливают раствор из рабочей камеры в стакан и выпаривают на водяной бане до начала кристаллизации. После охлаждения осадок (NH4)(CO)Cl5 отфильтровывают, высушивают в сушильном шкафу при . Выход продукта равен 95-.97%.

П р и м е р 1. 1 г заводского препарата Ru(OH)Cl3 (44,50% Ru) растворяют в 40 мл 12 М HCI, добавляют 20 мл концентрированной НСООН и кипятят в колбе с обратным холодильником в течение 5 часов, переносят раствор в стакан , добавляют 0,47 г NH/iCI, выпаривают раствор почти досуха. Остаток

растворяют в 15 мл 4 М HCI и переносят в электролизер. Проводят электроокисление при Е 0,9 В в течение 15 мин. Переносят раствор в стакан, выпаривают до малого объема, отфильтровывают осадок и высушивают его до постоянной массы в сушильное шкафу при t° 6Q°C. Получено ./1,46 г (NH4)(CO)Cls. Выход 97%.

Результаты анализа: Найдено, %: С - 51,56, Ru-29,21

теоретически %: CI - 51,82, Ru - 29,3 Чистота продукта подтверждена ЭСП: Ј315: Ј440 0,44 и ИКС: v со 2070 .

Результаты проведенных опытов сведены в таблицу,

Таким образом, предложенный способ позволяет получить чистый (NH4)(CO)Cls. свободный от примеси соли Ru(N), с хорошим выходом.

Формула и з о б р е т.е н и я Способ получения пентахлорокарбо- нилрутената (III) аммония, включающий смешение хлорорутенийсодержащего ком

понента с муравьиной и соляной кислотами, кипячение полученной смеси, добавление хлорида аммония и выпаривание раствора с получением твердого остатка, отличающийся тем, что, с целью увеличения

выхода продукта и повышения его чистоты, в качестве хлорорутенийсодержащего компонента используют гидроксотрихлорид рутения, твердый остаток растворяют в соляной кислоте с последующим электроокислением полученного раствора на платиновом электроде при потенциале 0,7-0,9 В относительно насыщенного каломельного электрода.

Зависимость выхода чистого продукта от потенциала электроокиеппнпч

Примечание Примесь Ru (II)

Изобретение относится к неорганической химии благородных металлов и может быть использовано для получения рутениевых покрытий. Согласно способу смешивают гидроксотрихлорид рутения с муравьиной и соляной кислотами. Полученную смесь кипятят. Затем добавляют хлорид аммония, выпаривают и растворяют твердый осадок в соляной кислоте. Полученный раствор подвергают электроокислению на , платиновом электроде при 0,7-0,9 В относительно насыщенного к.э. 1 табл.

JTjJMMecb RuJlV)