Полянский Н.А. Кожевник С.Н. Сборник лабораторных работ. Норильск 1998-2008.

ОЧИСТКА СОЕДИНЕНИЙ МЕДИ ОТ ПРИМЕСЕЙ. ПРИГОТОВЛЕНИЕ СУЛЬФАТА МЕДИ ВЫСОКОЙ ЧИСТОТЫ.

Очистка медного купороса от сопутствующих примесей может осуществляться несколькими способами. Самым простым способом для удаления некоторых примесей является последовательное применение ниже описанных методов. Очистка осуществляется через перевод меди в её различные соединения. В работе использовалась бидистиллированная вода и реактивы квалификаций высокой чистоты.

Сначала применяют комплексно-адсорбционный метод, с помощью которого возможно отделить от меди такие примеси как Bi, Te, Ag, Se, Tl(III), Pd, Au в виде диэтилдитиокарбаматов до 10-8% и менее. При использовании в качестве осадителя диэтилдитиокарбамата натрия, комплексы металлов Cd, Zn, Co, Ni, Pb, Mn, Fe более растворимых, чем диэтилдитиокарбамат меди не образуются и эти металлы остаются в растворе, которые отделяются позднее.
Выделением из сульфата металлической меди в виде дисперсного порошка, и её промывкой кислотами можно удалить многие примеси, в том числе те же Cd, Zn, Co, Ni, Mn, Fe, Al, при этом, исключая растворение самой меди. Переводом сульфата меди в медноаммиачный комплекс* можно удалить следы Al, Fe, Pb, Mn, гидроксиды которых не растворяются в аммиачной среде при определённых рН. Для получения растворов амино-комплексов с наиболее меньшей рН без осадков соединений меди в растворе, пользуются карбонатом аммония.

*Указанный в работе перевод меди в амино-комплекс выполняется не для очистки, а для удобного приготовления осадка основных карбонатов и основного сульфата меди, который промывается водой от растворимых примесей. Одновременно удаляется излишек серной кислоты образовавшийся после растворения меди в виде сульфата аммония.

Теперь рассмотрим эти способы на примере очистки сульфата меди. В качестве исходного соединения будет применяться сульфат меди (II) квалификации (ч.).

Готовится водный, насыщенный раствор сульфата меди при 20°С. В него добавляют перекись водорода в количестве 2-3 мл 30% раствора на 1 литр, перемешивают, вносят свежеосаждённый основной карбонат меди в количестве 3-5 грамм, нагревают и кипятят 10 минут для разложения перекиси. Затем раствор остужают до 30-35°С, фильтруют и приливают 15 мл 3%-ного раствора диэтилдитиокарбамата натрия и выдерживают на мешалке три-четыре часа не понижая температуры. Далее раствор быстро процеживают через ткань от крупных хлопьев комплексов и вносят активированный уголь БАУ-А на пол часа при перемешивании и раствор снова, теперь уже тщательно фильтруют.

Дальше в раствор CuSO4 приливают на 1 л около 200 мл насыщенного раствора NaCl ч. и вносят чистый алюминий в проволоке или обрезках до полного прохождения реакции, выделения меди и просветления раствора. При этом выделяется водород. Выделенную медь отделяют от алюминия взбалтыванием, осадок промывают декантацией сперва водой , затем заливают горячим 5-10% раствором соляной кислоты х.ч. при взбалтывании в течение часа и постоянным подогревом до 70-80°С, затем промывают водой и заливают 10-15%-ной серной кислотой (ос.ч.20-4) на час с подогревом при том же интервале температур. От степени и тщательности промывания кислотами, а так же квалификации применяемых далее реактивов зависит чистота дальнейших продуктов.

После промывки кислотами медь снова моют водой и растворяют в (ос.ч.20-4) 15-20%-ной серной кислоте без её большого избытка с добавлением (ос.ч.15-3) перекиси водорода. После прохождения реакции полученный кислый раствор сульфата меди кипятят для разложения избытка перекиси и нейтрализуют до полного растворения вначале выпавшего осадка перегнанным (ос.ч 25-5) 25%-ным NH4OH или приливают раствор карбоната аммония, очищенного комплексно-адсорбционным методом до особо чистого. После выстаивания в течение суток раствор медленно фильтруют. В фильтрат добавляют ос.ч. серную кислоту до полного выпадения голубовато-зелёного осадка и выдерживают до укрупнения и перехода в зелёный основной сульфат меди. Зелёный осадок выстаивают до компактности и тщательно промывают водой до полного удаления растворимых примесей.

Затем осадок растворяют в серной кислоте, фильтруют, устанавливают рН =2,5-3 и перекристаллизовывают два раза при быстром охлаждении. Причем при охлаждении раствор каждый раз перемешивают для получения более мелких кристаллов сульфата меди. Выпавшие кристаллы переносят на воронку Бюхнера и удаляют остатки маточного раствора с помощью водоструйного насоса. Третья кристаллизация проводится без подкисления раствора с получением чуть более крупных и оформленных кристаллов.

Общее содержание группы сторонних металлов Cd, Zn, Co, Ni, Mn, Fe, Al и Pb  выбранной для лимитирования и определяемых в приготовленных образцах сульфата меди варьировалась от 2·10-4% и менее.

Спонсор и предоставление материала: OnLine Te][tures© 2011

Argentus/Donetsk/2011