Способ получения иодноватойКиСлОТы Советский патент 1981 года по МПК C01B11/22 

(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЙОДНОВАТОЙ КИСЛОТЫ

f.

Изобретение относится к способам 1 получения йодноватой кислоты, применяемой для выращивания монокристаллов, используемых в качестве модулятора лазерных излучений и в других Областях,.

Известен способ получения йодноватой кислоты путем окисления иода перекисью водорода, К водному раствору, йодноватой кислоты добавляют йод, перемешивают, добавляют 70%-ную перекись водорода калддые 5 мин. После поднятия температуры до 65°С перекись добавляют таким образом, чтобы температура бьлла в пределах 65-75 С. После того, как раствор становится прозрачным, добавляют новую порцию иода, затем смесь фильтруют и к фильтрату добавляют перекись водорода Конечный прозрачный раствор выпаривают досуха Щ.

Недостатком известного способа является применение взрывоопасной .70%-ной перекиси водорода. Отечественной промлишенностью .перекись водорода такой концентрации не выпускается. Кроме того, при упаривании досуха, вследствие идущих процессов полимеризации молекул йодноватой кислоты,растворы no7i чаются вязкие.

дальнейшее упаривание которых затруднено и получается неоднородный конечный продукт.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ получения йодноватой кислоты путем окисления кристаллического иода пер гидролью в присутствии азотной кис0лоты при нагревании до температуры 70С в течение 20 ч. Измельченный кристсшлический иод и раствор азотной кислоты берут в соотношении HNO,, 1:1,4 масс.ч., а соотно5шение . берут равным 1:4,5 масс.ч. Полученный раствор упаривают досуха, остаток растворяют в воде, добавляют равный объем азотной кислоты (соотношение HNOj,

0 1:1,4 масс.ч.), упаривают до 1/3 первоначального объема и получают кристаллы йодноватой кислоты. Выход конечного продукта, в пересчете на HtIO-),,составляет 60 масс.% Г27 .

5

Недостатками этого способа являются низкий выход продукта и дли.тельность процесса окисления.

Целью изобретения является повы1иение выхода продукта до 74-92 масс.%

0 {и сокращение времени окисления до 6,5-4 ч. Поставленная цель достигается тем, что в известном способе получе ния йодноватой кислоты, заключающем ся в окислении кристаллического иода пергидролью в присутствии азот кислоты при нагревании с последукици .упариванием и кристаллизацией продукта, окисление ведут при соотноше нии кристаллического иода к азотной кислоте, равном 1:1,7-2,6 и при соо ношении кристаллического иода к пер гидроли, равном 1:5,0-8,3. Отличительными признаками способ являются соотнсяиение кристаллического иода к азотной кислоте и соотношение кристаллического иода к пергидроли. Сущность способа заключается в следующем. К водному раствору азотной кисло ты добавляют тонко измельченный кри таллический иод в соот ношении З,: HNO 1:1,7-2,6 масс.ч., смесь нагреваю до температуры 50°С и приливают в т чение 4-6,5 ч пергидроль в соотно-шении 0-. 1: 5 , 0-8, 3масс.ч. , поддерживая температуру раствора 65-60с. Полученный отфильтрованный раств йодноватой кислоты упаривают при температуре 75-70 с доплотности 1,75-1,70 г/см и проводят кристаллизацию с охлаждением до температур 22-18с.Снижеш-е соотношения 3.: HNO-j с 1:1,7 до 1:1,6 приводит к снижению выхода продукта с 74 до 61%, а увел чение соотношения больше 1:2,6 нецелесообразно, так как не приводит к дальнейшему повышению выхода продукта. Снижение соотношения с 1:5,0 до 1:4,8 приводит к резкотиу увеличению времени процесса с 6,5 до 19 ч, а увеличение этого соотношения больше 1:8,3 не приводит к дальнейшему сокращению времени процесса. Пример 1, В сосуд с гидрав лическим затвором с обратным холодильником помещают 20 г тонко измел ченного йода, 34 мл концентрированной, азотной кислоты с плотностью 1,42 г/см {соотношение О а;: НМО 1;:2,6 масс.ч.) и 70 мп воды. Соде жи/фе сосуда нагревают до t 50с и из делительной воронки приливают в течение 4ч, 140 мл пергидроля с плотностью 1,1122 г/см(соотношен 3l : .1:7,8 масс.ч.) со скоростью мл/ч. Пергидроль добавляют таким образом, чтобы температу ра не поднималась выше 60 С. Количество растворившегося иода - 18,4 В этом примере процент превращения йода в йодноватую кислоту равен 92 масс.%. Полученный раствор йодноватой кислоты в количестве 230 мл отфильтровывают, к фильтрату добавляют 2-3 капли пергидроля и упаривают при температуре 70°С (до 1/10 первоначального объема) до появления кристаллической пленки на поверхности раствора (плотность 1,75 г/см ) затем охлаждают при механическом перемешивании до конечной температуры 18С, отделяя кристаллы от маточного раствора. Вес кристаллов йодноватой кислоты - 23,5 г. Выход 92 масс.%. Пример 2. В сосуд с гидравлическим затвором с обратным холодильником помещают 20 г тонко измельченного иода, 24 мл концентрированной азотной кислоты (плотность 1,42 г/см) при соотношении 2: HNO 1:1,7масс.ч и 70 мл воды. Содержимое сосуда нагревают до 50 С и из делительной воронки приливают в течение 6,5 ч 90 мл пергидроля с плотност ыЬ 1,1122 г/см (соотношение N.3,02 1:5,0) со скоростью 14 мл/ч. Пергидроль добавляют таким образом, чтобы температура не поднималась выше 65с. Количество растворившегося иода - 18,0 г. В этом примере процент превращения иода в йодноватую кислоту равен 90 масс.%. Полученный раствор йодноватой кислоты в количестве 185 мл отфильтровывают, к фильтрату добавляют 2-3 капли пергидроля и упаривают при температу- ре ( до 1/8 первоначального объема) до появления.пленки на поверхности раствора (плотность 1,72 г/см) затем охлаждают при механическом перемещении до конечной температуры , отделяя кристаллы от маточногб раствора. Вескристаллов йодноватой кислоты - 18,5 г. Выход 74 масс.%. Пример З.В сосуд с гидравлическим затвором с обратным холодильником прометают 20 г тонко измельчен.ного исэда, 24 мл концентрированной азотной кислрты (плотность 1,42 г/см ) при соотнсядении За.: HNO/j 1:1,7 масс.ч и 70 мл воды. Содержимое сосуда нагревают до 50°С из делительной воронки приливают в течение 4,0 ч 149 мл Пергидроля с плотностью 1,1122,г/см (соотнсидение За.: ор 1:8,.3 масс.ч) со скоростью -37 мл/ч. Пергидроль добавлдют таким образом, чтобы температура не подпималась выше , Количество, растворившегося иода 18,0 г. В этом примере процент превращения иода в йодноватую кислоту равен 90 масс.%. Полученный раствор йодноватой кислоты в количестве 235 мл отфильтровывают, к фильтрату добавляют 2-3 капли пергидроля и упаривают при t 75°С ( до 1/10 первоначального объема) до появления кристаллнческой пленки на поверхности раствора (плотностл 1,75 г/см), затем охлаж дают при, механическом перемешивании до конечной температуры 22°С, отдел я кристаллы от маточного раствора Вес кристаллов йодноватой кислоты 18,5 г., Выход 74 масс.%. Пример 4. Этот пример дан с однократным использованием маточного раствора. В сосуд с гидравлическим затвоьом, с открытым холодильником помещают 18 г тонко измельченного иода, 25 мл маточного раствора после крис таллизации (см. пример 2), 17 мл концентрированной азотной кислоты плотностью 1,42 г/см и 60 мл вода. Содержимое сосуда нагревают до температуры и из делительной воро ки приливают в течение 4 ч 140 мл пергидроля со скоростью - 35 мл/ч. Пергидроль, добавляют таким образом, чтобы температура не превышала б5с Полученный раствор йодноватой кислоты в количестве 235 мл, содер жащий 18,4 г растворенного иода, отфильтровывают, к фильтрату добавляют 2-3 капли пергидроля и упаривают при температуре ( 1/1 первоначального объема) до появления пленки на поверхности раствора (плотность 1,75 г/см), затем охлаж дают при механическом перемешивании до конечной температуры 18С. Выпавшие кристаллы отжимают на воронке Бюхнера от маточного раствора. Вес кристаллов йодноватой кислоты 24,7 г. Выход 97 масс.%. Предлагаемый способ получения йодноватой кислоты позволяет: 1) Выход конечного продукта увеличить с 60 до 92-74 масс.% при увеличении соотношения HNOj 1:(2,6-1,7) масс.ч. вместо соот.ветствующего соотношения 1:1,4 масс при этом азотная кислота является также высаливающим агентом. 2)Время окисления иода сократить с 20 до 4,0-6,5 ч при увеличении соотношения Л,: 1-(В,35,0) масс.ч. вместо соответствующего соотношения 1:4,5. 3)Число стадий получения сократить с шести до трех. 4)Выход конечного продукта увеличить до 97 масс.% при использовании маточного раствора, что позволяет исключить образование отходов. Качество йодноватой кислоты зависит от чистоты исходных реагентов: применяя иод осч-20-5, пергидроль осч 15-3, азотную кислоту осч-18-4, получают особо чистую йодноватую кислоту, содержание примесей в которой .составляет, масс.%: ,SO 1.10V/ Fe Си 1-10 ; Pb 1.10 ; Ni l-lff ; Co i Cr 5.10 ; Mn . Формула изобретения Способ получения йодноватой кислоты путем окисления кристаллического иода пергидролью в присутствии азотной кислоты при нагревании с последующим упариванием и кристаллизацией продукта, отличающийся тем, что, с целью повышения выхода продукта и сокращения времени окисления, окисление ведут присоотношении кристаллического иода к азотной кислоте, равном 1:1,72,6 и при соотношении кристаллического иода к пергидроли, равном 1:5,0-8,3. Источники инфОЕ 4ации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент США W 3378337,кл.23-85, 16.04.68. 2.Руководство по препаративной неорганической химии. Под. ред. Г.Брауэра. М., Иностранная литература, 1956, с. 169-170 (прототип).