Министерство образования Республики Беларусь

Учреждение образования

«БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Кафедра ТНВ и ОХТ

Отчет

по лабораторной работе

по дисциплине: «Технология продуктов тонкого неорганического синтеза»

Получение фосфата железа(III) (FePO₄)

Выполнили:

студенты 4 к. 6 гр.

факультета ХТиТ

Габа А.В.

Стёпкин К.Е.

Джораев Э.В.

Худайберенов Дж.Г.

Руководитель ______профессор__________ ______________ ___Ещенко л.С._______

Минск 2015

Содержание

Введение 3

1 Задание 4

2 Характеристика фосфата железа (III): свойства, применение 5

3 Химические реакции, лежащие в основе образования фосфата железа (III) 6

4 Обоснование выбора исходных реагентов 7

5 Расчеты для приготовления растворов заданной концентрации 8

6 Описание лабораторной установки для осаждения и последующих стадий получения соединения 9

7 Описание проведения синтеза 10

8 Описание методик анализа заданных компонентов 12

8.1 Определение скорости отстаивания до и после старения 12

8.2 Определение содержания свободной и химически связанной влаги 12

8.3 Определение содержания Fe₂O₃ 12

8.4 Определение содержания P₂O₅ 12

9 Описание результатов экспериментальных исследований 14

9.1 Определение скорости отстаивания до и после старения 14

9.2 Определение содержания в осадке свободной и химически

связанной влаги 15

9.3 Определение содержания Fe₂O₃ в полученных соединениях 16

9.4 Определение содержания P₂O₅ в полученных соединениях 16

10 Обсуждение экспериментальных данных 18

11 Выводы 19

Список литературы 20

Введение

Железо - это самый распространенный из всех d-элементов металл в земной коре: его молярная доля в земной коре составляет 5,1%. В свободном состоянии железо обнаружено только в метеоритах.

Известно около 300 минералов, содержащих этот металл. Основными минералами являются магнитный железняк (магнетит) Fe₃O₄, красный железняк (гематит) Fe₂O₃, бурый железняк (лимонит) Fe₂O₃·nH₂O, сидерит FeCO₃ и пирит (железный, или серный, колчедан) FeS₂. Установлено, что огромное количество железа располагается в глубинных слоях земли и ядро нашей планеты, имеющие радиус около 3000 км, представляет собой сплав железа с никелем.

Железо может проявлять в соединениях степени окисления +2, +3 и +6.

Существуют фосфаты двух- и трёхвалентного железа: фосфат железа(II) и фосфат железа(III). Фосфат железа(II) — неорганическое соединение, соль металла железа и ортофосфорной кислоты с формулой Fe₃(PO₄)₂, белые кристаллы, не растворимые в воде, образует кристаллогидраты. Фосфат железа(III) — неорганическое соединение, соль металла железа и ортофосфорной кислоты с формулой FePO₄, жёлтые кристаллы, не растворимые в воде, образует кристаллогидраты.

1 Задание

Получение фосфата железа (III) (FePO₄).

Метод осаждения – периодический.

1) Осадитель - раствор NH₄OH, pH: а)4,5; б)6,5; в)8,5;

2) Осадитель – раствор KOH, pH: а)6,5; б)8,5.

Концентрация осадителей: 25% NH₄OH и 20% KOH.

Исходная соль: хлорид железа (FeCl₃·6H2O)

Концентрация раствора соли и раствора фосфорной кислоты: C=0.5 моль/литр

Процесс проводится при постоянной скорости перемешивания.

2 Характеристика фосфата железа(III): свойства, применение

Ортофосфат железа(III) FePO₄ – желтые кристаллы; низкотемпературная модификация при 600^оС переходит в гексагональную, выше 950^оС – в ромбическую типа шаренгита; не растворим в воде, в соляной и серных кислотах. Кристаллизуется из водных растворов в виде дигидрата FePO₄·2H₂O, который обезвоживается выше 250^oС. Известны конденсированные фазы железа(III) – FeH₂P₃O₁₀·nH₂O, а также линейные и циклические состава Fe(PO₃)₃, в которых анион представляет циклы P₄O₁₂^4- или P₆O₁₈^6- либо имеет линейное цепочечное строение (PO₃) _∞.

Фосфат железа(III) не нашёл широкого применения. В частности, его используют в фармакологии, как гомеопатический препарат и в качестве моллюскоцида, как химическое средство, уничтожающее моллюсков.