Реакции твердое - жидкость в системе соединения висмута - салициловая кислота, страница 16

Таким образом, при добавлении раствора нитрата висмута (III) к растворам салицилата натрия  и салициловой кислоты при исходном отношении салицилат-ионов к висмуту при температуре 20±2⁰С осаждается смесь салициловой кислоты с оксогидроксонитратами состава [Bi₆O₅(OH)₃](NO₃)₅·3H₂O (IV)  и [Bi₆O₄(OH)₄](NO₃)₆·4H₂O (I) соответственно.

Исследование процесса осаждения основного салицилата висмута при добавлении раствора нитрата висмута к раствору салицилата натрия при температуре 20±2⁰С при молярном отношении салицилат-иона к висмуту 1.1 показало, что согласно данным РФА и аналитическим методам анализа, продукт осаждения представляет собой салициловую кислоту, при этом равновесный рН раствора 0.34 (концентрация салицилат-ионов в растворе не превышает 1.8 г/л).

Нейтрализация раствора реакционной смеси при температуре 20±2⁰С до значения рН равного 0.89 раствором едкого натра увеличивает степень осаждения висмута до 94.5% (остаточная концентрация висмута в растворе 2.30 г/л), при дальнейшей нейтрализации раствора степень осаждения висмута  увеличивается и составляет 99.8% (рН=1.77, остаточная концентрация висмута в растворе 0.084 г/л) . Нейтрализация раствора от рН 1.77 до 2.42 не влияет на степень осаждения висмута (рис. 3.7(1)). Исходя из данных РФА, продукты осаждения представляют собой смесь салициловой кислоты и оксогидроксонитрата висмута состава [Bi₆O₅(OH)₃](NO₃)₅·3H₂O (IV).

Проведенные исследования при температуре 20±2⁰С при варьировании n от 0.25 до 3 и рН от 0.34 до 2.42 при молярном отношении салицилат-ионов к висмуту 1.1, показали, что в данных условиях основной салицилат висмута не образуется.

Изучение зависимости состава осаждения показало, что при температуре 70±5⁰С при молярном отношении салицилат-ионов к висмуту n  1.1, степень осаждения висмута составляет 73.0% при рН раствора 0.6. Согласно данным РФА, продукт представляет смесь оксогидроксонитрата состава Bi6O4(OH)₄(NO)₃·H₂O (II) с характеристическими дифракционными максимумами 1.73, 2.18, 3.29, 3.78, 6.73, 7.55 (рис. 3.8(2)) и салициловой кислоты. При дальнейшей нейтрализации раствора раствором едкого натра наблюдается увеличение степени осаждения висмута, так при рН=1.32 R=98.5%, и при рН=3.02 R=99.8% (рис. 3.7(2)). Соотношение салицилат-ионов к висмуту  в осадках по мере  увеличения рН изменяется в пределах 1.05-1.12. Начиная с рН=1-2, на рентгенограммах продуктов появляются рефлексы основного салицилата висмута, интенсивность которых увеличивается по мере увеличения рН. В продукте осаждения при равновесном рН раствора равном 3-4 молярное отношение салицилат-иона к висмуту составляет 1.05; содержание в %: салицилат-ионов - 38.0, висмута - 57.6, с удельной поверхностью 8.6 м²/г. Согласно данным РФА, этот продукт осаждения имеет характеристические дифракционные максимумы соответствующие основному салицилату висмута (рис. 3.9(1)).

Исследование природы нейтрализующего реагента показало, что при использовании раствора аммиака был получен осадок, согласно данным РФА представляющий собой основной салицилат висмута (рис. 3.9(2)), с содержанием висмута 57.4% и салицилат-ионов - 37.8%, с удельной поверхностью 12 м²/г.

Проведенные исследования по осаждению основного салицилата висмута из нитратных растворов, свидетельствуют, что оптимальными условими  проведения данного процесса осаждение  основного салицилата висмута являются: температура 70±5⁰С, рН 3±1 (нейтрализующий реагент аммиак).

2.2.2. Осаждение основного салицилата висмута из хлорнокислых растворов

Осаждение из перхлоратных растворов основного салицилата висмута было проведено  при температуре 20±2⁰С при молярном отношении салицилат-ионов к висмуту n  1.1. Согласно данным РФА, продукт является смесью основного салицилата висмута и салициловой кислоты.