Получение особо чистых веществ

Получение особо чистых веществ

В методе летучих соединений вещество обрабатывают реагентом, c которыми оно образует летучее (газообразное) соединение, а примеси его не образуют. Например, с помощью йода, благодаря образованию летучих йодидов, получают особо чистый титан, цирконий, гафний и кремний, с помощью оксида СО, благодаря образованию летучих кар- бонилов, – особо чистый никель, вольфрам, молибден и кобальт. Лету- чие соединения, после отделения от нелетучих примесей, разлагают на- греванием, получая сверхчистый металл. Метод летучих соединений часто называют также методом транспортных реакций.

В адсорбционных методах используется различие в способности молекул основного вещества и примесей адсорбироваться на поверхно- сти твердого сорбента: активированного угля, силикагеля и др. Напри- мер, в производстве люминофоров адсорбционный метод применяется для глубокой очистки растворов сульфата цинка и кадмия от примесей железа, кобальта, меди.

В методе ионного обмена используются твердые нерастворимые вещества, в составе которых имеются ионы, способные к обмену с ио- нами раствора. Такие вещества называются ионитами (ионообменными смолами). Представим себе, что в растворе какого-либо вещества при- сутствует примесь хлорида кальция. Тогда для очистки от него подби- рают ионит, способный обменивать свои ионы, например Н⁺-ионы, на ионы Са²⁺:

2RН + Са²⁺ + 2Cl^- = R₂Са + 2НСl.

Ионный обмен используется в гидрометаллургии для извлечения из растворов редких, благородных и цветных металлов. С помощью ион- ного обмена разделяют очень близкие по свойствам химические эле- менты: цирконий и гафний, ниобий и тантал, редкоземельные элементы.

При очистке методом зонной плавки стержень из очищаемого ве- щества плавится в узкой зоне, т.е. на одном из участков его длины. Рас- плавленную зону медленно перемещают от одного конца стержня к другому. Поскольку растворимость примесей в расплавленном веществе всегда значительно выше, чем в твердом, то вместе с расплавленной зо- ной по стержню перемещаются примеси. Таким образом, примеси кон- центрируются в небольшой части стержня, тогда как большая его часть оказывается очищенной. Наивысшая очистка достигается при много- кратном повторении этого процесса. Зонная плавка применяется при получении особо чистого кремния, германия, титана, циркония и др.

В методе разгонки в вакууме очистка от примесей происходит бла- годаря разнице температур кипения основного вещества и примесей. Этим методом пользуются при очистке металлов, которые сравнительно легко испаряются в вакууме цинка, свинца, ртути, щелочных металлов, магния, кальция, алюминия.