无水溴化镧的制备方法

发布日期:2020/10/20 9:12:51

背景及概述^[1]

无水溴化镧LaBr₃＝378.62，白色晶粉。相对密度5.06(25/4℃)，熔点783±3℃，沸点1577℃。②LaBr₃·7H₂O=504.72，无色晶体。两者都易溶于水和乙醇，不溶于乙醚。将氧化镧溶于氢溴酸中，减压蒸发此溶液，可从其中析出七水合晶体。

制备^[2-3]

方法1：1）合成及化学传输反应实验:：反应器为直径20mm，长300mm的一端封闭的石英管，向其中加入La2O30.87g[其中n(La)=5.34mmol]，Al粉0.73g[n(Al) =27mmol]，使La和Al的摩尔比约为1：5，用恒压漏斗缓慢滴加溴，反应前整个体系用纯净氩气将空气排空.反应完毕后，冷却至室温，将体系抽真空，将石英管距封闭端200mm处封死，形成一密闭体系，并将其转移至倾斜的电炉中，石英管内混合产物端置于高温区(电炉的较低部位)，另一端置于低温区(电炉的较高部位).在2.5h内将高温区温度升温至573K，此时传输反应已开始发生，在此温度下恒温1h后，在30min内将高温区温度升至723～753K，此时低温区内温度为453～473K.在此条件下，进行传输反应24h.传输反应结束后，将石英管趁热取出，底部(即高温端)一端骤冷，使Al2Br6(g)扩散到该处沉积，另一端则为制备的产物LaBr3，产物中La3+的量用偶氮胂Ⅲ分光光度法分析，Br-含量用Volhard滴定法分析。2）LaBr3合成反应：在实验的阶段，反应体系中La2O3、Al粉、溴共存，且Al粉与溴过量.对下列反应来说，500K时反应(1)的ΔGO-为-1463.00kJ/mol，ΔHO-为-1701.26kJ/mol，反应(2)的ΔGO-为-944.68kJ/mol，ΔHO-为-1103.52kJ/mol，而在800K时反应(1)的ΔGO-为-1320.88kJ/mol，ΔHO-为-1697.08kJ/mol，反应(2)的ΔGO-为-869.44kJ/mol，ΔHO-为-944.68kJ/mol，可见反应(1)、(2)在前述温度范围内是自发进行的，因此，在该阶段所获得的产物为LaBr3及Al2O3、AlBr3的混合物.

方法2：1）水合溴化镧的制备：以含量为99.99%的氧化镧和分析纯氢溴酸为原料。将氧化镧和氢溴酸充分反应完全后，得到溴化镧溶液，将制得的溴化镧溶液蒸发结晶，待液面出现结晶薄膜时冷却过滤。LaBr3·7H2O与NH4Br的混合物的制备：以含量为99.99%的氧化镧和分析纯氢溴酸为原料将氧化镧和氢溴酸充分反应完全后，得到溴化镧溶液，待溶液澄清后加入适量的溴化铵使其充分溶解，蒸发浓缩后得到LaBr3·7H2O与NH4Br的混合物，此时混合物中含有微量游离水甚至不含游离水。2）将LaBr3·7H2O与不同量的NH4Br混合后，装入石英管置于管式炉中，在真空以及氩气条件下进行脱水实验。在脱水成后，将炉温升高至溴化铵的升华温度，此时溴化铵升华与生成的无水溴化镧离，而升华后的溴化铵聚集在石英管顶部，该溴化铵收集后重复使用。的溴化铵量为3倍摩尔比，经过分步脱水，能够制备出高纯无水溴化镧（>99.95%）。