Страница 39 из 150
Ампула помешается в печь и постепенно нагревается до пятисот-семисот градусов с откачкой. Достаточен одноступенчатый вращательный насос.
После прогрева при контроле давления в систему постепенно впускается водород из баллонного генератора через ампулу с силикагелем или алюмогелем. Постепенно давление водорода доводим до атмосферного и снижаем температуру до двухсот градусов. Водород поглощается с большой скоростью, если он чистый и титан был прогрет для растворения в металле поверхностной плёнки окислов. После охлаждения до двухсот градусов остаток водорода из ампулы следует откачать и нагреть гидрид до начала обратного выделения из него водорода. Затем система вновь заполняется водородом из баллона и титан охлаждается. Такой же цикл следует проделать и ещё раз. При термоциклировани происходит растрескивание гидрида и он лучше поглощает водород.
Готовый, охлаждённый гидрид выгружается. Тот титан, который не растирается в ступке, возвращается на повторное гидрирование с новой загрузкой.
Гидрид стоек на воздухе. Умеренно измельчённый, воспламеняется с трудом лишь при нагреве в пламени горелки. Кроме получения титанового порошка, он может восстанавливать при нагреве в вакууме барий и (наверное) стронций, радий и кальций из их хроматов. Для восстановления лития и других щёлочных металлов он тоже наверняка пригоден, но проводить восстановление металлов следует при медленном нагреве из-за опасности рассеивания термитной смеси выделяющимися водородом и парами воды.
Титановый порошок, при его получении из гидрида, не следует перегревать из-за опасности спекания. Правильно дегидрированный, он легко растирается в ступке. Его незначительное окисление не сказывается на способности восстанавливать щёлочные металлы (например, цезий).
Алюминиевая пудра
Алюминиевую пудру тоже можно применять для получения цезия из бихромата. При получении пудру пропитывают специальной смазкой, которая совершенно не нужна в вакуумной системе. Поэтому пудру следует промыть хорошим (но не хлорсодержащим!) растворителем, например, ацетоном, а затем перегнанным бензином или бензолом. Просушенную на воздухе пудру сушат в вакууме масляного насоса при постепенном повышении температуры до пятисот — шестисот градусов. Из за рыхлости и повышенного количества загрязнений она не столь удобный восстановитель, как титан. Может применяться для восстановления щелочноземельных металлов из их оксидов.
Бихроматы щёлочных металлов
Бихроматы цезия и рубидия можно получить обменной реакцией из их хлоридов и бихромата аммония. Этот способ описан в шеститомнике Брауэра. Труднорастворимый в холодной воде бихромат выпадает в осадок. Его следует перекристаллизовать из горячей воды, переплавить при температуре начала свечения в посуде из тугоплавкого стекла для разложения остатков бихромата аммония, отфильтровать выделившуюся окись хрома и вновь перекристаллизовать. Удаление остатков бихромата аммония необходимо потому, что при восстановлении в вакууме щёлочного металла этот бихромат разлагается с выделением большого количества газов.
Пользуясь хорошей растворимостью бихроматов тяжёлых щелочных металлов в горячей и плохой — в холодной воде, их можно выделить последовательными кристаллизациями из маточных растворов почти полностью.
Готовые щёлочные металлы крайне неудобно вводить в лампы и в фотоэлементы. Их можно и следует вначале превратить в бихромат следующим способом. Ампулу со щёлочным металлом осторожно надрезают хорошо заточенным ножом и горячей стеклянной палочкой проводят по ней трещину по всему сечению.
В нержавеющую кастрюльку наливают гексан или другой летучий (не хлорированный!) растворитель, в количестве, покрывающим ампулу, погружают её на дно и отбивают отрезанную часть.
Приливая спирт до начала реакции, разлагают весь металл и полученный алкоголят разрушают очень осторожным добавлением воды. Остатки ампулы следует взвесить и определить по разности веса пустой и полной ампулы вес металла, введённого в реакцию
После испарения органического растворителя, остатков спирта и воды осадок слабо прокаливают для удаления следов органики и добавкой небольшого избытка бихромата аммония превращают его в бихромат рубидия (цезия). Бихромат затем очищают перекристаллизацией. Работу следует выполнять во дворе и обязательно в очках. Если растворитель воспламенится, кастрюлю следует аккуратно накрыть крышкой.
Синтез драгоценных камней
Синтез рубинов и сапфиров описан в главе «оборудование». Методику синтеза искусственных алмазов следует смотреть в оригинальной литературе.
Полирующие порошки
Окись церия, пригодную для полировки стекла из порошка «Полирит» можно получить следующим способом: полирит слегка увлажняется водой в термостойкой стеклянной посуде. К нему при помешивании добавляется концентрированная серная кислота до прекращения разогрева и почти полного исчезновения коричневой окраски полирита.
Полученная смесь солей растворяется в воде и отстаивается от твёрдых примесей. Разделение сульфата четырёхвалентного церия и трёхвалентных лантанидов основано вот на каких их свойствах: В полирите церий находится в виде двуокиси, и его четырёхвалентное состояние сохраняется в полученном сульфате. Другие лантаниды, кроме празеодима и тербия, четырёхвалентных ионов не образуют.
Если к нашему раствору добавить в избытке раствор сульфата натрия, то он образует с сульфатами трёхвалентных лантанидов очень плохо растворимый двойной сульфат, который постепенно выпадает в осадок, а четырёхвалентный сульфат церия останется в растворе.
Осадить из него двуокись церия можно, добавляя в раствор очищенного сульфата четырёхвалентного церия раствор соды. Осадок следует тщательно промыть и прокалить в течении часа при температуре 1100°-1200°. По литературным данным, следы хлоридов в полирите сильно ухудшает его работоспособность. Из оставшегося раствора можно выделить сульфат натрия для последующей работы. А из осадка двойных солей действием едкого натра можно выделить их гидроксиды.
Полученная двуокись церия прекрасно полирует стекло и алюминий. При полировке алюминия вместо воды порошок разводят на спирте или других органических растворителях.
Порошок «Полирит» можно разложить спеканием при нагреве до 700°-800°с рассчитанным количеством борной кислоты. Трёхвалентные РЗМ образуют с ней бораты, которые можно растворить в разбавленной десятипроцентной азотной кислоте при нагреве. Окись церия следует затем отмыть и прокалить при высокой температуре. Полноту разделения следует контролировать взвешиванием оставшейся после растворения боратов окиси церия. Хорошая работоспособность порошка обеспечивается наличием в его составе СеО2 свыше семидесяти процентов.
Полирующий порошок для стекла — «Крокус» может быть получен прокаливанием при температуре 750°градусов карбоната, сульфата, оксалата или других солей железа, способных разлагаться при высоких температурах. Раньше, когда этот порошок в больших количествах применяли в промышленности для полировки листового стекла, — из чего его только не делали!
Оксалат железа дорог, при прокаливании соединений, содержащих серу, выделяются её оксиды и поэтому лучше всего применять дешёвый карбонат, осаждённый бикарбонатом натрия из раствора железного купороса. Осадок следует промыть и добавить перед прокаливанием минерализатор — 1 % поваренной соли.
После часового нагрева кристаллики крокуса приобретают размеры, близкие к оптимальным (около одного микрона). При пониженной температуре получается более медленно работающий порошок, его лучше применять для доводки точных оптических поверхностей. Небольшие примеси в исходном сырье никеля или хрома не мешают получить порошок хорошего качества.
Прокалённый порошок следует промыть дистиллированной водой и профильтровать через сито из нержавеющей или латунной сетки с ячейками 40 микрон (из топливных фильтров). Так же следует очистить и окись церия.