Способ получения гидроарсената щелочного металла Советский патент 1993 года по МПК C01G28/02 

Изобретение относится к химической технологии особо чистых неорганических веществ, конкретно, к способу получения дигидроарсената цезия, монокристаллы которого, обладая сегнетоэлектрическими свойствами, широко применяется в радиоэлектронике.

Целью настоящего изобретения является упрощение процесса, увеличение выхода продукта и снижение содержания примерей в нём.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе получения дигидроарсената цезия путем обработки алкоксидов мышьяка водным раствором эквивалентного количества гидроксида цезия, концентрирования водного экстракта и переосаждения целевого продукта в этиловом спирте, в качестве алкоксидов используют триалкиларсенаты типа (ROJsAsO, где R H-C5Hn, изо-CsHn или Н-СеЖз.

Реакция имеет общий характер и выражается схемой:

(RO)3AsO+CsOH+2H20 -

з

- CsH2As04+3ROH,

где R H-CsHii, изо-CsHn или Н-СеЖз.

Для обработки исходных эфироз мышьяковистой кислоты был использован 56,0%- ный раствор гидроксида цезия. Выход целевого продукта достигает 95% (см. табл. Т). Следует, однако, подчеркнуть, что такие же результаты достигаются и при применении щелочи любой концентрации: в этом случае первостепенное значение имеет не концентрация гидроксида цезия, а сте00

СА О СдЭ

пень извлечения целевого продукта из образующегося спирта.

Из приведенной схемы реакции выясняется, что в конце процесса, как и при прототипе, количественно регенерируются и 5 соответствующие спирты, которые вновь могут быть использованы для синтеза исходных триалкиларсенатов. В результате процесс получения дигидроарсената цезия принимает непрерывный циклический ха- Ю рактер.

В табл.2 приведены результаты спектрального количественного анализа дигидроарсената цезия, полученного в заводских условиях нейтрализацией мышьяковой кис- 45 лоты гидроксидом цезия (I проба), по прото: типу (И проба) и по предлагаемому способу (111). Из этих данных выясняется, что по предлагаемому способу получается гораздо более чистый целевой продукт, чем по изве- 20 стным.

Отличительными признаками изобретений являются:

-испояьзованиетриалкиларсенатов общей формулы (RO)sAsO вместо триалкилар- 25 сенитов (НО)зАз в качестве исходного материала;

-непосредственная обработка эфиров мышьяковой кислоты гидроксидом цезия, т.е. не нуждается предварительное окисле- 30 ние пероксидом водорода.

Для лучшего понимания настоящего изобретения приводим конкретные примеры:

Пример 1. К 352,0 г (1,0 моль)трии- 35 зоамиларсената в кварцевой колбе при постоянном перемешивании постепенно добавляют (10 мин) 267,8 г 56,0%-ного водного раствора гидроксида цезия. Водный (нижний) слой отделяют, спиртовый-4 раза 40 экстрагируют по 60-100 мл бидистиллята. Получают 322 мл изоамилового спирта, что составляет 97,6% от теоретического.

Объединенные водные экстракты выпаривают э кварцевой посуде до начала кри- 45 сталлизации, к сиропообразному раствору добавляют 5 мл 34%-ной перекиси водорода и нагревают еще в течение 10-15 мин. Охлажденную массу переосаждают добав- ,

лениеМ 0,5 л свежеперегнанного этилового спирта (ГОСТ 18300-72). Полученное кри- сталлическое вещество белого цвета отделяют от маточного раствора фильтрованием, промывают этиловым спиртом и сушат в вакуум-эксикаторе над оксидом фосфора (Y) и парафином до постоянной массы. Получают 254,3 г{92,8%) дигидроарсената цезия.

Найдено, %: As 27,23; 27,31. .

CsH2As04

Вычислено, %: As 27,39.

Примеры 2-4 осуществляют аналогично примеру 1 (см. таблицу 1).

Из вышеизложенного следует:

- упрощение процесса обеспечивается за счет устранения многостадийное™ и проведения реакции более в мягких условиях;

-увеличение выхода и, особенно, повышение качества целевого продукта обеспечивается за счет применения триалкиларсенатов в качестве исходного материала. Важное значение имеет и то. что существенно уменьшается количество как реагирующих (На02), так и вспомогательных веществ (С2Н50Н). Не исключено, что они сами содержат элементы-примеси, загрязняющие целевой продукт.

Таким образом, применение предлагаемого технического решения позволяет: зна- чительное упрощение процесса; повышение качества и на 10% увеличение выхода целевого продукта.

Формула изобретения

Способ получения дигидроарсената щелочного металла, включающий взаимодействие мышьякосодержащего реагента с соединением щелочного металла в водной среде, отличающийся тем, что, с целью обеспечения возможности получения дигидроарсената цезия с высоким выходом и низким содержанием примесей в нем, взаимодействию подвергают триалкиларсенаты типа (ЯО)зАзО, где R-H-CsHn, изо-CsHn или Н-СбЖз, с водным раствором эквивалентного количества гидроксида цезия, после чего водный экстракт концентрируют, переосаждают продукт в этиловом спирте и отделяют кристаллы от маточного раствора.

Таблица 1

Способ осуществляется следующим образом: в кварцевую колбу с тириалкиларсе- натом (RO)3AsO, где R H-C5Hn, изо-CsHn или Н-СбЖз при постоянном перемешивании постепенно добавляют раствор гидроксида цезия. Водный слой отделяют, а спир- товый 4 раза экстрагируют бидистиллятом. Объединенный водный экстракт выпаривают и кварцевой посуде до начала кристаллизации, к спиртовому раствору добавляют 34%-ную перекись водорода и нагревают в течение 10-15 минут. Охлажденную массу переосаждают с добавлением свежеперегнанного этилового спирта (ГОСТ 18300-72). Полученное кристаллическое вещество белого цвета CsH2As04 отделяют от маточного раствора фильтрованием, промывают этиловым спиртом и сушат в вакуум-эксикаторе над оксидом фосфора (V) и парафином до постоянной массы. Выход целевого продукта 95%. 2 табл.

Загрузка исходных соединений и выход продукта

Результаты спектрального анализа дигидроарсената цезия, полученного по прототипу и по предлагаемому

способу

Продолжение табл.1.

Таблица 2