ПОЛУЧЕНИЕ ДИБОРАТА КАЛЬЦИЯ ЭЛЕКТРОЛИЗОМ ВОДНЫХ РАСТВОРОВ ХЛОРИДА КАЛЬЦИЯ И БОРНОЙ КИСЛОТЫ Текст научной статьи по специальности «Химические науки»

химия

Д. Б. Магомедова, М.А. Гусейнов, З.М. Алиев, H.A. Абдуллаева. Получение дибората кальция электролизом водных растворов хлорида кальция и борной кислоты_

УДК 541.13.057

Получение дибората кальция электролизом водных растворов хлорида кальция и борной кислоты

Д.Б. Магомедова, М.А. Гусейнов, З.М. Алиев, H.A. Абдуллаева

Хлорид кальция является многотоннажным отходом содового производства. До настоящего времени не разработана приемлемая технология его обезвреживания и утилизации.

В этом направлении перспективными являются безреагентные электрохимические методы, позволяющие получать на базе растворов хлорида кальция ценные продукты: ацетат, сахарат и нитрат кальция, газообразный хлор и др. [1 - 3].

В данной работе исследована возможность получения электрохимическим методом дибората кальция, находящего широкое применение для получения специальных стекол, эмалей, глазурей и многих других соединений бора [4].

Для электрохимического синтеза дибората кальция использован двухкамерный электролизер с катионитовой мембраной МК - 40 и электродами из платины - анод, титана -катод. Катодная камера содержит 1,1 М раствор борной кислоты, анодная - 2 М раствор хлорида кальция.

Сущность электрохимического процесса заключается в том, что из-за высокой концентрации ионов хлора при электролизе на аноде фактически протекает реакция образования газообразного хлора по схеме: 2СГ - 2ё -» С^.

Из анодной камеры в катодную через мембрану проходят ионы кальция, которые с гидроксид-ионами образуют Са(ОН)2 по схеме:

Са2+ + 20Н~-»Са(0Н)2. В катодном пространстве на электроде идет восстановление воды:

2Н20 + 2ё -»• Н2| + 20Н~.

Гидроксид кальция, взаимодействуя в катодном пространстве с борной кислотой, образует диборат кальция: Са(ОН)2 + 2Н3ВО3 -» Са(В02)2 + 4Н20. Электролиз проводили при температуре 60 - 65 °С.

Изучена зависимость выхода целевого продукта реакции - дибората кальция от плотности тока в интервале 0,02 - 0,1 А/см2. Результаты приведены в табл. 1.

Таблица 1. Зависимость выхода дибората кальция по веществу от плотности тока

Плотность тока, А/см2 0,02 0,04 0,06 0,08 0,1

Выход по току, % 78,0 82,7 86,3 89,4 90,1

Из полученных данных видно, что наибольший выход дибората кальция достигается при плотности тока 0,1 А/см2 и напряжении в 24 В.

Наибольший выход (90,1 %) достигается при проведении процесса в течение 30 мин и плотности тока 0,1 А/см2.

Количество полученного продукта определяли по известной методике. Для определения содержания кальция в водных растворах дибората кальция применяют тригонометрический метод. Этот метод основан на применении трилона Б в присутствии индикатора мурексида.

ХИМИЯ Д. Б. Магомедова, М.А. Гусейнов, З.М. Алиев, Н.А. Абдуллаева. Получение дибората

кальция электролизом водных растворов хлорида кальция и борной кислоты

В ходе электролиза на электродах выделяются ценные побочные продукты: на катоде -водород, на аноде - хлор, что способствует снижению себестоимости получаемого целевого продукта.

Литература

1. Патент № 2086654. Способ получения сахарата кальция / Алиев З.М. 1995.

2. Гусейнов М.А., Алиев З.М., Гаджиева A.M. Утилизация промышленных отходов, содержащих хлорид кальция // Записки Горного института. - СПб., 2001. Т. 149. - С. 193- 195.

3. Гаджиева A.M., Гусейнов М.А., Алиев З.М. Электрохимический синтез ацетата кальция // Химия в технологии и медицине. - Махачкала: ДГУ, 2002. - С. 15-17.

4. Химия. Большой энциклопедический словарь / Под ред. И.Л. Кнунянц, М., 1998. -237 с.