Большаков - Химия и технология редких и рассеянных элементов (т.2) (1108617), страница 2
Текст из файла (страница 2)
В концентрированных растворах Н,ЗОа () 42% Н,ЗО,) средний сульфат обезвоживается, затем образуется сольват Зсе(Ю,)з ЗНхЗОа. В системах с сульфатами щелочных металлов и аммония выделяются комплексные соединения Ме[Зс(Ю,),) и Ме,[Зс(Ю )з). С сульфатами [л и Ха образуется по одному соединениюМе[Зс(ЗО,),) пН,О. С сульфатами К, КЬ, Сз, [х[На существуют оба типа комплексных соединений.
Ме,[Зс(Ю ),[ в воде превращается в Ме[Зс(ЗОа)з). Термическая устойчивость комплексных сульфатов скандия понижается с увеличением радиуса Ме . Двойные сульфаты скандия и аммония илн натрия хорошо растворяются в воде и концентрированных растворах (5[На)зЗО„[х[азЗОа. Кл[Зс(ЗОа)з) практически нерастворим в растворе КзЗО„и его предложено использовать для отделения скандия от элементов нттриевой подгруппы. Кз['х'(ЗОа)з) растворяется значительно лучше (в ЗО раз больше), чем Кз[Зс(ЗОа)з).
Основной тиосульфат скандия Зс(ОН)ЗО, образуется при действии гипосульфита натрия на растворы хлорида или нитрата скандия: 5сС1, '- Р(а,5,0з'+ Н,о = 5с(ОН)5зОа + 2ХаС1 +,НС1) Это желтоватый осадок в виде хорошо фильтруемых кристаллов. Используется для отделения скандия от лантаноидов. При осаждении тиосульфата скандия в кислой среде (рН 2) лантаноиды остаются в растворе. Н и т р а т с к а н д и я Яс(ХОз)6.4Н20 получается в виде кристаллогидрата растворением окиси, гидроокиси, карбоната скандия в разбавленной НХОз и последующим упариванием растворов. Это гигроскопическая кристаллическая соль, хорошо растворимая в воде, спирте, эфире и других органических растворителях.
Синтезировано соединение ЯСОН(НОз)г ЗН,О. В процессе термического разложения получены ЯС20(ХОз)з.пН20 и ЯС405(ИОз)г При исследовании системы ЯсгОз — 4чэ.)5 — Н,О при О и 25 обнаружено образование ряда соединений. В зависимости от концентрации ННОз из водных растворов выделяются ЯСОН(4 [Оз)г.ЗН20, Яс(ИОз)з 4Н20, Яс(ЫОз)з. .ЗН20, Яс(1[06)з 2Н,О, Яс(ИОз)з 2НИОз П2[. По составу, строению и свойствам нитраты скандия сходны с нитратами индия и тяжелых редкоземельных элементов, но имеют и существенное различие.
Растворимость нитрата скандия в воде увеличивается с повышением температуры. Основной и средний нитраты скандия обладают высокой растворимостью. Их растворимость в зависимости от температуры (в вес. % при г'С): 7, 'С °............ 0 25 50 70 90 5сОН(1400)з'ЗН20 ° ° ° 14 96 16 40 10 05 19,10 20 80 50(НОз)з. 4Н20 ° ° ° ° ° 16 83 18,62 20,!9 оо оо Нитраты скандия отличаются невысокой термической устойчивостью: 120 120 †1' 50(НОз)з — — з- [50200ЧОз)4) — — — 4.
50ОНОз — 0,514,Оз — 1,5язэз 170 — 100' 660-435' — -з- 50405()400)з — — — ~ 5сз00 0 5Н*О4 — 0,5Н,О, Яс(ХОз)з 4НгО, Яс(НОз)з ЗН,О кристаллизуются в моноклинной сингонии, ЯСОН(ХОз)г ЗН20 — в триклинной [12[. Нитраты скандия можно использовать для его экстрагирования органическими растворителями. К а р б о н а т с к а н д и я. Для скандия характерно образование основных карбонатов переменного состава: Яс(ОН)СО, Н,О, [Яс(ОН) [г(СОз), .ЗН,О. Они нестойки, легко разлагаются при нагревании. Образуются в виде объемистого белого осадка при действии карбонатов аммония или щелочных металлов на растворы солей скандия. Растворяются в растворах (4 [Нз)гСОз и НагСО„образуя комплексные соединения Ме[Яс(СОз),[ пН20, Ме,бс(СОз)з) пНФ, мало растворимы в воде и слабокислых растворах; могут быть использованы для отделения скандия ст других элементов.
Устойчивость однотипных комплексных карбонатов скандия увеличивается в ряду [4[Из < [4[а < К < КЬ < Сз. В воде карбонатные комплексы гидролнзуются, степень гидролиза понижается в той же последовательности. Растворяются в кислотах и в концентрированных растворах карбонатов аммония и натрия. Осаждение двойного карбоната натрия используется для отделения скандия от тория, котоРый остается в виде растворимого комплекса в растворе.
Ф о сф а т ы с к а н д и я. Ортофосфат скандия ЗсРО, 2Н,О образуется действием на водный раствор солей скандия фосфорной кислотой. Аналогичен фосфатам иттрия, РЗЭ,Оа, 1п и других металлов. В отличие от РЗЭ фосфат скандия выделяется из раствора только в виде днгидрата — устойчивого кристаллического соединения, существующего в природных условиях. Обладает низкой растворимостью. Для скандия характерно образование кислого фосфата Ьс(НвРОа)„ неустойчивого при нагревании: нм 1тва' Бс(НвРОч) в — ь [Бс(РОа)а)ч — о ЬсРОч Пирофосфат скандия Яса(РвОт)в образуется действием пирофосфата натрия на растворы солей скандия: 45сС!в + ЗывчРвОт = Бса(РвОч)з + 12МаС! Отличается от аналогичных соединений других элементов своей малой растворимостью даже в минеральных кислотах, что может быть использовано для отделения его от сопутствующих элементов (табл. 3).
Таблица 3 Растворимость инрофосфатов о о х и Е о о. й н1сн,соонн,!. Бс А! у То хт Т! (+) + + + +(Н,О,) (+) + + + (+) О б о в н а ч е и и я: + растворим; — иерастворим; (+) малорастворим. Пирофосфат натрия осаждает из раствора солей скандия также трудно растворимый осадок 1)аЗсРвОт ЗНвО, который можно рассматривать как скандиевую соль скандий-пирофосфорной кислоты. Аналогичные соединения известны для редкоземельных элементов.
Ф и т а т с к а н д и я СеНеОв1РаОт)в Бс(НаО)е)е можно рассматривать как основную соль СеНв(ОН)е(РвОт)вБс(НвО)вОН)е. Устойчив по отношению к едкому натру, в то время как фитаты тяжелых металлов растворяются в его растворах. Фосфорсодержащие кислородные соединения скандия представляют интерес, так как разнообразные фосфорсодержащие экстрагенты находят практическое применение в технологии разделения скандия н РЗЭ (см. гл. П).
Х р о маты с к а н д и я. Ьсв(СгО,)в получен действием хромовой кислоты на растворы солей скандия. Кристаллизуется с различным числом молекул воды — Бсв(СгО,)а пНвО, где п = 1, 3, 6. Получен основной хромат ЗсОНСг04. Н,О. Хроматы скандия способны, подобно хроматам РЗЭ, образовывать двойные соединения типа Ме[5с(СгО,)з[- .пН,О, где Ме — Ь[Нм 5[а, К, КЬ, Сз [29!. Мол и 6д а т с к а н д и я 5сз(МоО,), получают, сливая вместе растворы БсС!з и (Ь[Н4),МоО, в диапазоне рН 2,5 — 6 или спекая окислы 5с,Оа н МоО,. Это — белое безводное, термически устойчивое, кристаллическое вещество. До 1300 не претерпевает никаких превращений.
Плавится при 1900 ~ 50' без разложения. Плотность воздушно- сухой соли 2,93 г/см', прокаленной соли 3,09 г/см' [13, 14!. Образует двойные молибдаты Ме[8с(МоО,),1, где Ме — [Л, 5[а, К, темйература плавления которых 820, 940 и 1100' соответственно. В о л ьф р а м а т с к а н д и я Без(Ъ'0,)а 10НзО получается, подобно молибдатускандия, взаимодействием соли скандия с раствором паравольфрамата аммония; выпадает в интервале рН 3,5 — 5,0.
Рентгеноаморфное белое вещество. В интервале температур 60 — 300' обезвоживается. Вода отщепляется в две стадии. При 50 — 150 удаляются 7Н,О, при 300' — остальные ЗНзО. Плавится при !620 -'- 50' без разложения. Пл. 3,48 г/см'. Безводная соль получается спеканием соответствующих окислов при 1000 . Плотность 5сз(%0,), 4,49 [13, 14!. Образчет двойные вольфраматы Ме[5с(7Ю,),[, где Ме — 1Л, Ха, К (т. пл.
990, 860, 1170' соответственно). Свойства 5са[(5О,)„(СгО,)„(МоО,)м (Ъ'О,),! и оснбвных соединений скандия изменяются в зависимости от природы анионов. Так, растворимость в воде и склонность к гидролизу соединений скандия уменьшается по ряду СгО~~ ) 504~ ) МоО ~ ) %0~~ . Термическая устойчивость этих соединений увеличивается в обратной последовательности. В этой же последовательности увеличивается и прочность связи Бс" — лнганд.
Свойства Ме[5с(5О,)„(СгО,)м(МоО,)м(%0,),! изменяются в зависимости от природы не только аниона, но и однозарядного катиона. Устойчивость этих соединений увеличивается в рядах от [Л к Сз и Сг04 )50~ ) Мо04 ж %[ О~~ Роданиды скандия. Роданнд 5с(СЬ[5), получается взаимодействием сульфата скандия с роданидом бария. Известно также соединение НБс (СЬ[5),. То и другое вещество используется для отделения скандия при экстракцнонном способе. 5с(С)45), с роданидами щелочных металлов образует ряд комплексных соединений [28!.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
