6. Йодування металів, неметалів і оксидів

Йодування металів і неметалів йодом. Йодування металів і неметалів проводять при їх нагріванні в парах йоду. Найпростіший метод йодування – сумісне нагрівання речовин у запаяних скляних або кварцових ампулах.

Для роботи використовують ампулу, що має два коліна. Метал і йод, узятий по розрахунку, поміщають роздільно в ампулу і запаюють. Потім нагрівають метал до 300 – 500°С. Йод до металу поступає в результаті випаровування. Поведінка одержуваного йодиду залежить від пружності його пари при 300 – 350°С. Якщо тиск пари йодиду менше 1 – 10 Па, то велика частина його залишиться в тому ж коліні трубки, де і метал. У цьому випадку йод необхідно брати або точно відповідно до рівняння реакції, або в невеликому надлишку. При недостачі йоду одержуваний йодид буде забруднений вихідним металом. Якщо ж при температурі йодування продукт має тиск – пари 60 Па і більше, то він переганятиметься і конденсуватиметься в другому коліні трубки і в звуженій частині. В цьому випадку металу потрібно брати дещо більше теоретично розрахованої кількості, оскільки йодиди розчиняють і приєднують йод. Отриману речовину для видалення йоду потрібно знову перегнати з другого коліна в перше, де знаходиться метал, який ще не вступив в реакцію. Для цього, не змінюючи положення трубки, нагрівають друге коліно – речовина переганятиметься в холодну частину трубки. Потім після охолодження потрібно знову нагрівати перегон, щоб він сконденсувався в коліні, де був раніше йод. Під час цієї операції йод, захоплений йодидом, вступатиме в реакцію з металом. Після повторної сублімації йодид запаюють в трубці.

Йодування металів і неметалів у парах йоду в суміші з воднем, азотом, оксидом вуглецю (iv) або аргоном. Найпростіша установка йодування металів і неметалів в парах йоду в суміші з газом-носієм зображена на рисунку 81. Якщо одержуваний йодид переганяється при 200 – 300°С, то для роботи застосовують чотирьохколінну трубку. В перше коліно поміщають метал 3, а потім йод 2. Метал потрібно брати у вигляді тонкого дроту, стружки або крупи і поміщати його таким шаром, щоб не було просвітів і не спостерігалося проскакувань пари йоду в друге коліно трубки. Витісняють повітря з трубки воднем, азотом або аргоном і нагрівають її в тому місці, де знаходиться метал. При цьому випаровується і йод. Газ-носій захоплює пари йоду і відносить їх до металу. При достатній товщині шару металу в друге відділення поступатимуть тільки пари йодиду. Після випаровування всього йоду нагрівають коліно Б, з якого пари йодиду випаровуватимуться і струмом газу-носія відноситися в коліно В, де речовину і запаюють.

Рис. 81. Йодування металів і неметалів: 1 – чотирьохколінна скляна трубка; 2 – йод; 3 – речовина, що йодується; 4 – промивна склянка (лічильник пухирців) з сірчаною кислотою.

Якщо йодид випаровується вище 400 – 500°С, то для йодування використовують трьохколінну трубку (рис. 81, 82). Метал або неметал поміщають в середнє коліно, над яким при нагріванні пропускають пари йоду. Для цього йод розміщують на початку трубки і підігрівають його до 80 – 100°С. Пари йоду переносяться до металу газом-носієм: воднем, азотом, аргоном або оксидом вуглецю (IV). Його можна застосовувати тільки в тому випадку, якщо оксид не окислює метал (сурма, вісмут, ртуть, кадмій, свинець). Після закінчення реакції продукт запаюють в середньому коліні трубки.

Рис. 82. Йодування оксидів парами йоду: 1 – перегон йодиду; 2 – електропіч; 3 – йод; 4 – суміш оксиду і вугілля.

Йодування оксидів йодом у присутності вугілля. Метод полягає в пропусканні парів йоду над розжареною сумішшю відповідного оксиду і вугілля. Суміш оксиду і вугілля поміщають у кварцову або фарфорову трубку і при 800 – 1100°С пропускають пари йоду (рис. 81, 82). Йод поміщають перед сумішшю оксиду з вугіллям. Пари йоду переносяться воднем, азотом або аргоном. Йодид, що утворюється, переганяється і осідає у вигляді конденсату на більш холодних стінках трубки. Йодид знімають залізною ложечкою, заломленою на кінці під кутом, поміщають у пробірку і швидко запаюють або запаюють друге коліно трубки.