Способ получения среднего пирофосфата марганца (ш)

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 166474 5/00 25/38,(5) 5 ПИСА Е ИЗОБРЕТЕНИДЕТЕЛ ЬСТВУ К АВТОРСКОМ ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТПРИ ГКНТ СССР(71) Научно-исследовательский институтфизико в химическ проблем Белорусскогогосударственного университета им. В.И, Ленина(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СРЕДНЕГО ПИРОФОСФАТА МАРГАНЦА (111)(57) Изобретение относится к химическойтехнологии. а именно к способу получениясреднего пирофосфата марганца (111) состава Мп 4(Р 20 т)з, 14 Н 20, который используется в качестве титранта для определения Изобретение относится к химической технологии, а именно к,способу получения среднего пирофосфата марганца (11) состава Мп 4(Р 207) . 14 Н 20, который может быть использован в качестве титранта для определения восстановителей, а также в качестве реагента при получении других фосфатов Мп (1 П),Цель изобретения - сокращение времени синтеза, повышение выхода и чистоты целевого продукта.П р и м е р 1. 9,0 г Мп Р 04 . 1,5 Н 20 и 50 мл НзР 04 (с = 1,713) (соотношение Мп: НЗР 04 = 1;16) перемешивают и нагревают до 230 С, выдерживают при этойтемпературе 30 мин, После охлаждения расплава восстановителей а также химического реактива. Целью изобретения является сокращение времени синтеза, повышение выхода и чистоты целевого продукта. Поставленная цель достигается тем, что в способе, включающем взаимодействие Мп - содержащего соединения с фосфорной кислотой при повышенной температуре с последующим охлаждением и разбавлением полученного расплава, отделением, промывкой и сушкой целевого продукта, в качестве разбавителя используют водно - диоксановую смесь. При этом взаимодействие Мп-содержащего компонента с фосфорной кислотой проводят при 210 - 270 С в течение 20 - 40 мин при соотношении Мп: НЗР 04 = 1: (8-16), а обработку расплава разбавителем осуществля- Я ют при объемном соотношении расплав: вода: диоксан, равном 1: (0,8-2)-(0,8-6). 2 з.и. ф-лы, 4 табл. в него добавляют 50 мл Н 20 и 200 мл диоксана. Объемное соотношение расплав:вода:диоксан = 1;1:4. Рас. ":ор выдерживают в течение 6 ч, выпавший в осадок целевой продукт отделяют, промывают водой и сушат на воздухе. В результате получено 9,29 г вещества, что составляет 84,2от теоретически возможного. По данным тонкослой-, ной хроматографии установлено, что выделенный продукт содержит фосфор только в риде пирофосфат - аниона. По данным химического анализа найдено, мас. : Мп 21,9; Р 18,6; Н 20 + 02 = 29,5. Для Мп 4(Р 207)з, 14 Н 20 вычислено, мас. ф: Мп = "22,11; Р - 18.70; Н 20 + 02 = 28,60. Данные рентгенофазового анализа подтверждают.20 30 35 40 50 55 Влияние температуры термообработки расплава на выход Мп 4(Р 207 з. 14 Н 20 (навеска МпР 04, 1,5 Н 20 0,15 г, Чнз Р о 4) =-50 мл ( = 1,713), соотношение Мп Р = 1:10, объемчто в результате синтеза получен средний пирофосфат Мпсостава Мп(Р 20 т) 14 Н 20, Примеси других фосфатов, а также соединений Мпне обнаружено.П р и м е р 2. 18,3 г Мп(ИОз)2, 6 Н 20 смешивают с 50 мл НзР 04 (б = 1,713, соотношение Мп:Р = 1:12), нагревают до 270 С и выдерживают при этой температуре 20 мин, охлаждают, добавляют 40 мл Н 20 и 100 мл диоксана (объемное соотношение расплав:вода:диоксан = 1:0,8,2), полученную реакционную массу выдерживают 5 ч. Выпавший в осадок целевой продукт отделяют, промывают, сушат на воздухе, Получено 11,93 . Мп 4(Р 20 т)з . 14 Н 20, что составляет 86,2 О от теоретически возможного,П р и м е р 3, 9,7 г МпР 04, 1,5 Н 20 смешиваютс 25 мл НзР 04(Мп:Р=1:8), нагревают до 210 С и выдерживают 40 мин, После охлаждения добавляют 50 мл Н 20 и 300 мл диоксана (объемное соотношение расплав:вода.диоксан = 1;2:6), выдерживают 12 ч, В результате выделено 8,4 г целевого продукта, что составляет 70,6 О от теоретически возможного.П р и м е р 4. 7,6 г МпС 2 . 4 Н 20 и 4 мл концентрированной НИОз смешивают с 25 мл НЗР 04 (б = 1,13, соотношение Мп:Р = =1:10), нагревают до 250 С и выдерживают в иэотермических условиях 30 мин, Расплав охлаждают, добавляют 20 мл воды и 20 мл диоксана (объемное соотношение расплав:вода;диоксан = 1:0,8:0,8). Раствор выдерживают 12 ч, целевой продукт отделяют, В результате получено 7,0 г Мп 4(Р 20 т)з 14 Н 20, что составляет 73,7 от теоретически возможного.П р и м е р 5. 9,65 г Мп Р 04 . 1,5 Н 20 и 50 мл Н 2 Р 04 (б = 1,713) смешивают(соотношение Мп:Р = 1:14). Выдерживают при 260 С 20 мин, охлаждают, добавляют 75 мл воды и 150 мл диоксана (объемное соотношение расплав:вода:диоксан = 1:1,5;3). Раствор выдерживают 10 ч, После отделения получено 11,7 г целевого продукта, что составляет 86,о от теоретически возможного.Влияние соотношения реагентов на выход Мп 4(Р 207)з, 14 Н 20 (Т = 250 С, объем фосфорной кислоты Чнз ро 4) 50 мл (б, = 1,713), время нагрева 30 мин, объемное соотношение расплав:вода:диоксан = 1:1:2, время кристаллизации 10 ч) показано в табл. 1,ное соотношение расплав:вода:диоксан = 1.1.2, время кристаллизации 12 ч) приведено в табл,2,Влияние разбавления расплава диоксаном на выход ц/и (Т = 250 С, навеска Мп Р 04 . 1,5 Н 20 - 15 г, Чнз Р.о 4) =50 мл ( б= 1,713 ), соотношение Мп:Р = 1:10, время нагрева 40 мин, Чн 2 о = 50 мл, (Ч расплава: Чн о = 1;1) время кристаллизации 10 ч показано в табл, 3.Влияние разбавления расплава водой на выход ц/и (Г = 250 С, навеска МпР 041,5 Н 20 - 15 г, Чнз Р о 4) =50 мл ( б= 1,713 ), соо 1 ношение Мп;Р = 1:10, время нагрева 30 мин; диоксана = 100 мл (Ч расплава:Ч диоксана = 1:2) время кристаллизации - 10 ч) показано в табл. 4.Как следует из примеров, содержащихся в таблицах, только соблюдение всех условий способа позволяет достичь повышениявыхода и чистоты целевого продукта присокращении времени синтеза. Выход зарамки заявленных значений соответствующих параметров приводит либо к существенному снижению выхода целевогопродукта (пример 13, табл, 2), либо к загрязнению его другими фосфатами марганца ()примеры 6 и 12 табл. 1; пример 18 табл. 2;примеры 19 и 25 табл. 3; примеры 26 и 31табл. 4),В ходе исследования в качестве органического разбавителя используют различныевещества, в том числе диметиловый эфир,ацетон, диметилсульфоксид, диметилформамид, трибутиламин в широком интервалеобъемных соотношений расплав:вода:разбавитель 1:(1-2);(1-6). При синтезе в течение12 - 15 ч во всех случаях кристаллизацияМгц(Р 207)з14 Н 20 не наблюдается или проходит с выходом не более 5 - 8 О, Только использование в качестве разбавителяводно в диоксанов смеси позволяет достичь цель изобретения,Таким образом, способ позволяет сократить время получения Мп 4(Р 20 т)з14 Н 20 с 2-3 сут до 5 - 12 ч, повысить выходцелевого продукта с 28 - 30 до 70,6-90,8 оьпри стопроцентном содержании основноговещества,Формула и зоб ретен и я1, Способ получения среднего пирофосфата марганцапутем взаимодействиямарганецсодержащего соединения с фосфорной кислотой при повышенной температуре с последующим охлаждением иразбавлением полученного расплава водно-органической смесью, отделением, про1664741 Таблица 1Продукт загрязнен кислым пирофосфатом Мп(И) - МпНРгОт,Продукт загрязнен ортофосфатом Мп ( И ) - МпР 04 1,5 Н 20. Таблица 2 И) - Мп (РОз)з,мывкой и сушкой продукта, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью сокращения времени синтеза, повышения выхода и чистоты целевого продукта, в качестве разбавителя используют водно - диоксановую смесь в объемном соотношении расплав:вода:диоксан соответственно 1:0,8-2,0:0,8-6,0.2, Способ поп.1, отл ича ющийся тем, что взаимодействие марганецсодержащего компонента с фосфорной кислотойПродукт загрязнен метафосфато проводят при 210 - 270 С при соотношенииМп: НзР 04 = 1:8-16. 3. Способ по и. 1, о т л и ч а ю щ и й с я -5 тем, что в качестве марганецсодержащегосоединения могут быть использованы ортофосфат марганца (И), нитрат марганца (И), смесь нитрата и хлорида марганца (И), хлорид марганца ( ) в присутствии азотной кис лоты.1664741 Таблица 3Продукт загрязнен ортофосфатом Мп(11) - МпНР 04 г 1,5 Н 20.Продукт загрязнен фосфатом Мп ( И 1) неустановленного состава. Таблица 4 дукт загрязнен фосфатом марганца ( П 1 неустановленного состава дукт загрязнен ортофосфатом марганца ( В ) - Мп РОа1,5 Н 20 аэ 2361 Тираж 298 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при 113035, Москва, Ж; Раушская наб., 4/5 СССР Производственно. издательский комбинат ",Патент", г. Ужгород, ул.гагарина, тб Составитель Г. СальниковаРедактор О. Головач Техред М.Моргентал Корректор Э, Лончаков