Способ получения триселенида натрия

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ае ои зсЮ С 25 В 1/00ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТЮОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 11 в(71) Казахский ордена Трудового Красного Знамени государственный университет им. С.М.Кирова (53) 621.35(088,8)(54)(57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТРИСЕЛЕНИДА НАТРИЯ путем взаимодействия элементного селена с натрийсодержашнм компонентом в щелочном растворе, о т.л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью повышения чистоты продукта, вкачестве щелочного раствора и натрийсодержащего компонента используютдеоксигенизированный раствор едкогонатра с концентрацией 0,1-0,2 М ивзаимодействие осуществляют методомвнутреннего электролиза в двухкамерном электролизере с использованиемкатода из ртути и анода иэ амальгамынатрия и при потенциапе ртутногокатода (-0,88)-(-1,9) В относительно потенциала насыщенного калломельного электрода.Изобретение относится к электрохимическим методам получения неорганических веществ, в частности к способам получения триселецида натрия,который может найти применение припроизводстве высокочистого селена, атакже в процессах гидроэлектрометаллургии, отделения селеца от металлических компонентов.Известен способ получения рядаполиселенидов натрия путем синтезаих исходных продуктов - селенида натрия и элементного селеца 1,Однако этот способ весьма трудоемоки не позволяет получить триселениднатрия в чистом виде. Кроме того,процесс ведут при высокой температуре 500 С),Известен также способ получениятриселенида натрия путем взаимодействия элементного селена с натрийсодержащим компонентом в щелочномрастворе.Недостатком данного способа явля -ется то, что получаемый продукт содержит примеси других полиселенидов.Целью изобретения является повышение чистоты продукта. О Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения 30 триселенида натрия путем взаимодействия элементного селена с натрийсодержащим компонентом в щелочномрастворе в качестве щелочного раствора и натрийсодержащего компонента используют деоксигенизированныйраствор едкого натра с концентрацией О, 1-0,2 М, а вз аимодействие осуществляют методом внутреннего электролиза в двухкамерном элек тролизере с использованием катода из ртути и анода из амальгамы натрия и при потенциале ртутного катода - (-0,88) в ( - 1,9) В относительно потенциала насыщенного каломель ного электрода.Использование амальгамы натрия в качестве анода предотвращает выделение на нем кислорода или хлора, способных проникать в катодное отделение и частично окислять продуктывосстановленияВыбор концентрации.щелочи обусловлен тем, что при коццецтрации щелочи ниже 0,1 М вследствие сни жения электропроводности раствора процесс замедляется, при концентрации щелочи выше 0,2 М до окончания процесса начинается разряд натрияна катоде, что осложняет контрольокончания процесса,Процесс. электролиза контролируютс помощью амальгамироваццого Рт микроэлектрода, расположенного в растворе, и потенциала ртутного катодапри разомкнутой цепи, К моментуокончания процесса потенциал ртутного катода скачкообразно изменяется от значения - 0,88 В до значения - 1,9 В насыщенного калломельного .электрода /Нас КЭ /, свидетел ьствуя о начале разряДа на цем натрия,Потенциал микроэлектрода в растворе к концу процесса приобретаетзначение - 0;77 В, что отражаетпроцесс образования триселецида гореакцииМ 5 еФ 25 е - Мд 5 е.Образовавшийся триселецд раст - воряется в 0,1 М ЙаОН с образованием темно-коричневого раствора (без примеси красного оттенка, харак - терного для диселенида),П р и м е р 1, Электропиз ведут в двухкамерной ячейке с разделением их диафрагмой.В катодную камеру ячейки вводят 10 мл (5 =10 см) ртути, 50 мл деоксигенизированцого 0,1 М раствора гидрооксида натрия и 78,90 мг взвеси элементного селена, Б ацодцую камеру вводят 10 мл 1,5 Е-ной амальгамы натрия (5 =1.0 см) и 50 мц деоксигенизированного раствора гидрооксиданатрия, герметически закрывают камеры пришлиФованными крышками с отверстиями для ввода электролитических ключей, замыкают цепь и ведутэлектролиз при комнатной температуре,без напожения внешней электродвижущей силы (ЭДС ) и без перемешивация.Затем осуществляют контроль потенциалов с помощью микроэлектрода непосредственно у поверхности электродаФиксируют потенциал - 0,88 В ) образования селенида,Далее селенид реагирует с элементным селеном с образованием трисеп -нида, В конце процесса потенциал Ртмикроэлектрода более положителен( - 0,77 В) и отражает процесс полногопревращения сепецида ц трнсепецнд.В процессе контролируют также потенциал ртутного макрокаода цриразомкнутой цепи,После достижения резкого скачкапотенциала от - 0,88 В до - 1,9 В,свидетельствующего об окончании процесса образования триселенида и начала разряда ионов натрия с образованием амальгамы натрия, процесспрекращают.Потенциал ртутного катода (-0,88 Рс начала процесса восстановлениявзвеси селена до практического пол -ного ее восстановления определяетсяэлектрохцмическими свойствами самойо гсистемы бе /5 е и остается практически неизменным до окончанияпроцесса образования триселенида,Далее начинается разряд ионов натрия, характеризующийся резким сдви -гом потенциала до - 1,9 В,Данные анализа раствора, полученные методом граФического интегрирования свидетельствуют о полномпревращении элементного селеца втриселецид со 1007-цым выходом потоку, Продолжительность процессаоколо 1 ч.П р и м е р 2, В катодцую камеру ячейки вводят О мл ртути, 50 мпдеоксигецизированцого 0,1 М растворагидроксида натрия и 39,ч 5 мг взвесиэлементного селена, В ацодцую камеру вводят 10 мп 1,57. в н амальгамынатрия и 50 мл дсоксигецизирондццого раствора гидроксидд натрия, замыкают цепь и ведут электролшз прикомнатной температуре, без цапожения внешней ЭДС и без перемешивдния.Потенциал ртутного катода приразомкнутой цепи составляет0,88 В. Процесс заканчивают последостижения скачка потенциала от0,88 до - 1,9 В, Дальнейший ход ац;лиза аналогичен примеру 1, Выход потоку 1007, продолжительность процесса около 30 мин.П р и м е р 3. В кдтодцую камеруячейки вводят 10 мл ртути, 50 мп деоксигенизировднцого 0,1 М растворагидроксида натрия и 9,/О мг взвесиэлементного селена. В ацодцую камеру вводят 1 О мл 1,57.-цой амальгамынатрия и 50 мп деоксигецизированногораствора гидроксида натрия, замыкают цепь и н дут электролиз при комнатной температуре, без наложениявнешней ЭЛС и без перемешивания. Потенциал ртутного катода при разомкнутой цепи - 0,88 Б, Процессзаканчивают после достижения скачка потенциала от - О, 88 до - , 9 В,Дальнейший ход анализа аналогиченпримеру 1 и 2 Выход по току1007, продолжительность процесса15 миц. сП р и м е р ч. В кдтодцую камеру ячейки вводят 10 мл ртути, 50 мл деоксигенизироваццого 0,2 М раст - вора гидроксида натрия и 39,ч 5 мг взвеси элементного селеца. В анодцую камеру вводят 1 О мл 1,57-ной амальгамы натрия и 50 мп деоксигенизироваццого раствора гидроксидд натрия, замыкают цепь и ведут электролиз при 20 ф 5 С, без наложения внешней ЭДС и без перемешивания, Измерение потенциалов и дальнейший ход дцализд происходит анало. гичцо примерам 1-3, Выход по току 1007, продолжительность процесса около 30 мцц,10 15 20 Таким образом, предложенный электрохимический способ получения триселенида натрия отличается простотой и эФФективностью и позволяет получать соединение точно зацдццого состава Ид 503 со 1001-цым выходом по току.Применение его исключает громоздкие операции ведения процесса в запаянных ампулах и необходимость 25 30 осуществлять процесс в токе газа азота или водорода,35 Предложенный способ осуществляется при комнатной температуре в отличие от известных, которые требуютнагревания реакционной смеси до40высоких температур порядка 500 Си выше или охлаждения смеси до низких температур (-33 С,Изобретение может найти применение в неорганической химии, как объ 45ект научного исследования, а также втехнологии получения высокочистогоселена, в металлургии с целью отде -ления его от сопустствующих компонентов.50По сравнению с прототипом предлагаемый способ прост в исполцении,не требует специальных условий дляосуществления реакции; триселениднатрия получают в индивидуальномс Свиде, без примесей, что позволяетпроизвести количественный расчетвыхода высокочистого селена в про