ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Лысенко. Изучение процесса цементации галлия амальгамой натрия из "№9 Методы анализа руд и продуктов цветной металлургии " Ртуть и амальгамы получили широкое распространение в технологии и аналитической химии большого числа элементов [1]. Эти материалы нашли применение также в технологии редкоземельных элементов (РЗЭ). В частности, на электролитическом восстановлении европия, самария и иттербия на ртутном катоде основан метод выделения их в виде сульфатов (2]. В некоторых случаях РЗЭ предварительно цементируют амальгамой ш.елочного металла полученную амальгаму лантаноидов затем разлагают кислотами. При этом самарий, европий и иттербий энергично переходят в раствор, тогда как для извлечения других элементов (цериевой группы) амальгаму кипятят длительное время в кислоте [3]. [c.82] В литературе мы не нашли указаний об использовании в технологии и аналитической химии лантаноидов такого важного преимуш,ества ртутного электрода, как возможности электролитического извлечения РЗЭ из амальгам. Изучению этого вопроса и посвящена настоящая работа. [c.82] Опыты выполняли следующим образом 190 мг окиси лантана, церия, празеодима, неодима, самария, европия или иттербия выпаривали досуха с соляной кислотой, создавали ацетатно-хлоридный буфер и цементировали 10 мл амальгамы натрия. Для извлечения избыточного натрия амальгамы Ьа, Се, Рг и N(1 обрабатывали разбавленной кислотой, а амальгамы 5т, Ей и УЬ — водой. [c.82] Полученную таким путем амальгаму РЗЭ переносили в электролизер, приливали 50 мл 1-н. Н2504 или НС1, включали мешалку и проводили электролитическое разложение при анодных плотностях тока 1,10 и 100 ма1см и температурах 20, 50 и 80° С. В процессе разложения измеряли потенциал амальгамы. [c.82] Оказалось, что при разложении амальгам Ьа, Се, Рг и N(1 в сернокислом растворе при плотности тока 1 ма1см потенциал анода вначале соответствовал (—0,73) — (—0,95) в (относительно н. в. э.) и в процессе их разложения незначительно сдвигался в сторону более электроположительных значений. Только после того, как на поверхности амальгамы практически не оставалось РЗЭ, наступало возрастание потенциала анода до значений, необходимых для окисления ртути. [c.83] С увеличением анодной плотности тока до 100 ма1см потенциал амальгамы смещается в сторону более электроположительных значений, достигая при небольших температурах потенциала разложения ртути. [c.83] Что же касается амальгам 5т, Ей и УЬ, то по своим электрохимическим свойствам они резко отличаются от амальгам описанных выше элементов разложение их амальгам начинается при потенциале от —1,1 до —1,3 в и проходит со значительно большими скоростями. [c.83] После наступления скачка потенциала анода процесс прекращали, раствор отделяли от ртути и определяли РЗЭ, перешедший из амальгамы. Было установлено, что электролитическим путем Еа, Се, Рг, N(1, 5т, Ей и Ь количественно извлекаются из амальгамы. [c.83] Аналогичная картина наблюдается при разложении амальгам РЗЭ с наложением внешней э. д. с. в соляной кислоте. [c.83] Опытные данные помещены в табл. 1. На рисунке показано изменение потенциала анода в процессе электролитического разложения амальгам описанных выше РЗЭ в сернокислом растворе при анодной плотности тока 10 ма/см и температуре 20° С. [c.83] Из приведенных в таблице данных видно, что выход по току в расчете на трехвалентный металл составляет в сернокислом растворе для Еа, Се, Рг и Мс1 100—842%, а для 8т, Ей и УЬ 394—И 300%. В растворе соляной кислоты выход по току еще больше увеличивается и составляет для Еа, Се, Рг и N 1 100— 1240%, а для 5т, Ей и УЬ 420—18 200%. Повышение температуры способствует значительному увеличению скорости разложения амальгам РЗЭ. [c.83] Это обстоятельство подтверждается выделением водорода, особенно энергичном при разложении амальгам 5т, Ей и Ь. [c.84] Как показали Ноддак и Брукл [5], при электролизе с ртутным катодом все РЗЭ предварительно восстанавливаются до двухвалентного состояния. При этом потенциалы восстановления европия (— 0,430 в), иттербия (— 1,150 в) и самария (—1,440 в) значительно более электроположительны по сравнению с потенциалами остальных РЗЭ ([(—1,475) —(—1,655 в)], г. е. для восстановления европия, иттербия и самария требуется наименьшее количество энергии. [c.84] В процессе дальнейшего восстановления образовавшихся двухвалентных ионов до элементарного состояния порядок выделения РЗЭ на ртутном катоде совершенно меняется, ибо нормальные окислительно-восстановительные потенциалы этого процесса имеют другие значения (табл. 2). Так, из описываемых нами металлов в первую очередь должны выделяться неодим (—1,680 б) и празеодим (—1,710 в), затем иттербий (—1,725 в) и в последнюю очередь европий (—2,230 в). [c.84] В проведенной ранее работе [6] мы показали, что при восстановлении амальгамой натрия степень цементации РЗЭ в ряду Ьа — Ей, УЬ снижается, т. е. с уменьшением ионного радиуса элемента требуется прилагать большую энергию для его восстановления. [c.84] Это положение наглядно иллюстрируется рисунком, из которого видно, что разность между потенциалами окисления амальгам 5т, Ей или УЬ и потенциалами Ьа, Се, Рг или N(1 составляет 0,6 0. [c.86] Таким образом 5т, Ей и УЬ могут быть количественно отделены от Ьа, Се, Рг и N(1 путем электролитического разложения X амальгам с контролем потенциала ртутного анода. [c.86] Настоящая работа — продолжение наших исследован-ий по изучению электролитического способа извлечения редкоземельных металлов из амальгам. [c.88] Вначале изучали зависимость потенциала анода при электро-литичеоком разложении амальгам лантана и неодима в серно-1К1ИСЛ0М растворе от концентрации их в амальгаме при различных плотностях тока и различных температурах. [c.88] Вернуться к основной статье