способ получения гексафторида селена

Формула изобретения

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГЕКСАФТОРИДА СЕЛЕНА, включающий взаимодействие элементарных селена и фтора, отличающийся тем, что процесс ведут при 60 - 200^oС и расходе фтора 1,45 - 1,55 г/мин на 1 г селена.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к неорганической химии, в частности к способам получения газообразных фторидов халькогенидов.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является способ получения гексафторида селена из элементов, включающий пропускание разбавленного инертным газом молекулярного фтора над элементарным селеном при температуре помещения при охлаждении реактора. Затем продукт пропускают через 10%-ный раствор гидроксида калия и сушат над пятиокисью фосфора. Для получения чистого образца по данному способу рекомендуется проводить дополнительную операцию фракционирования.

Недостатками такого способа являются вероятность образования, кроме искомого гексафторида селена, других летучих фторидов селена, в частности тетрафторида селена и декафторида диселена, необходимость охлаждения зоны реакции, многостадийность получения чистого образца продукта, контакт его с водным раствором щелочи и осушителем, что ведет к частичному загрязнению продукта, его гидролизу и, как следствие, к потерям искомого продукта. Кроме того, для получения более чистого образца требуется дополнительная операция перечистки продукта путем его фракционирования.

Предлагаемый способ включает получение гексафторида селена путем фторирования, в частности фтором элементарного селена при температуре не ниже 60^оС, предпочтительнее при 90-200^оС, при расходе фтора 1,45-1,55 г фтора/г селена в минуту.

Исследованием доказано, что при фторировании селена фтором при температуре не выше 40^оС образуется помимо газообразного гексафторида селена легкоиспаряющаяся жидкость тетрафторида селена, которая существенно загрязняет гексафторид селена. Сравнивая этот результат со способом-прототипом, следует констатировать, что при получении гексафторида селена по способу-прототипу, т. е. с охлаждением зоны реакции, образуется примесь тетрафторида селена, а также в небольших количествах и примесь декафторида селена, от которых в дальнейшем освобождаются пропусканием продукта через раствор щелочи, что приводит, в свою очередь, к загрязнению искомого фторида селена парами влаги и соединениями углерода.

Осуществление реакции при температуре выше 60^оС исключает образование примеси тетрафторида селена в целевом продукте из-за взаимодействия тетрафторида селена с фтором при этой и более высокой температуре. В полученных по предлагаемому способу образцах гексафторида селена примесей прочих фторидов и оксифторидов селена не обнаружено.

П р и м е р 1. Элементарный селен массой 110,5 г загружали в никелевый трубчатый реактор и нагревали до 60^оС, а затем обрабатывали молекулярным фтором при давлении 1-1,5 атм при расходе 1,55 г фтора/г селена в минуту в течение 0,5 ч. Вследствие экзотермичности реакции взаимодействия селена с фтором реактор быстро разогревался до 90^оС и выше. Получаемый газ конденсировали в азотной ловушке и затем проводили "тренировку" смеси для удаления избыточного фтора при температуре сухого льда. Масса сконденсированного гексафторида селена оказалась равной 259,6 г.

Анализ продукта по данным ИК-спектрофотометрии показал наличие следовых количеств тетрафторметана (примесь в исходном фторе) и отсутствие низших фторидов и оксифторидов селена. Чистота полученного образца гексафторида селена оказалась равной не ниже 99,8% Выход продукта составил 96,1%

П р и м е р 2. Элементарный селен массой 36,8 г обработали молекулярным фтором при температуре помещения (22^оС) при давлении 1-1,5 атм и расходе 1,45-1,55 г фтора/г селена в минуту в течение 0,4 ч. Реактор, снабженный рубашкой, периодически охлаждали парами жидкого азота до 10-20^оС. Полученный газ сконденсировали в азотной ловушке. Масса продукта в ловушке оказалась равной 85,2 г. Выход составил 94,6% ИК-спектрофотометрический анализ показал наличие в полученном продукте, об. тетрафторид селена 0,3; фторид водорода 0,2; тетрафторметан 0,2; декафторид селена и перфторэтан следы. Чистота образца гексафторида селена оказалась равной не выше 99,2%

Далее проводилась очистка полученного образца по условиям способа-прототипа путем пропускания его через 10%-ный водный раствор гидроксида калия с последующей сушкой над пятиокисью фосфора и конденсацией в азотной ловушке. Масса образца после этих операций уменьшилась до 83,7 г (выход 93,0%), а чистота образца достигла 99,6% В образце обнаружены примеси, об. тетрафторметан 0,2; перфторан 0,05; влага и оксида углерода следы.

Преимуществами предлагаемого способа по сравнению со способом-прототипом являются следующие:

упрощение процесса за счет сокращения числа стадий очистки;

повышение чистоты и выхода продукта;

снижение трудозатрат на осуществление процесса;

возможность получения гексафторида селена в промышленном масштабе;

технологичность и простота обслуживания процесса, возможность широкой автоматизации.