1. РЕСПУБЛИКА КАЗАХСТАН
(19) KZ (13) A4 (11) 29830
(51) C01G 3/04 (2006.01)
C25B 1/24 (2006.01)
МИНИСТЕРСТВО ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ
(21) 2014/0883.1
(22) 27.06.2014
(45) 15.05.2015, бюл. №5
(72) Баешов Абдуали Баешович; Кадирбаева
Алтынай Сарсеновна; Баешова Ажар Коспановна
(73) Акционерное общество "Институт
органического катализа и электрохимии им.
Д.В. Сокольского"
(56) Карякин Ю.В., Ангелов В.И. Чистые
химические вещества. Изд. 4-е, М., Химия. 1974.
с.234
(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ИОДИДА МЕДИ (I)
(57) Изобретение относится к области
электрохимии, в частности, к электрохимическому
способу получения иодида меди (I).
Частицы иодида меди (I) имеют гидрофобные
свойства и находят применение в качестве
традиционных катализаторов в органическом
синтезе и при создании суперионных проводников.
Задачей предлагаемого изобретения является
разработка электрохимического способа получения
чистого иодида меди (I).
Технический результат - упрощение процесса,
получение чистого продукта, улучшение условий
труда.
Технический результат достигается
электрохимическим растворением электрода в
водных растворах, содержащих иодид-ионы.
Сущность способа заключается в том, что в
емкость с раствором иодида калия погружают
медный и титановый электроды и поляризуют
промышленным переменным током частотой 50 Гц.
Когда титановый электрод находится в анодном
полупериоде переменного тока, на его поверхности
сразу же формируется оксидная пленка,
обладающая полупроводниковым свойствам, в этой
связи протекание тока в электрохимической цепи
прекращается, и в этот же момент на медном
электроде находящемся в катодном полупериоде
никаких электрохимических реакций не протекает.
А когда титановый электрод находится в катодном
полупериоде, на электроде восстанавливаются ионы
водорода, и в этот момент медный электрод,
находящийся в анодном полупериоде переменного
тока окисляется с образованием одновалентных
ионов:
Сu0
-е→Сu+
, (1)
Образовавшиеся ионы меди (I) в объеме раствора
около медного электрода взаимодействуют с иодид-
ионами с образованием иодида меди (I), т.к. его
произведение растворимости имеет низкое значение
(ПРСuI=1,1·10-12
при 25°С).
Сu+
+ I-
→ СuI (2)
Таким образом, при погружении медного и
титанового электродов в раствор иодида калия и
при поляризации переменным током, медные
электроды растворяются с образованием иодида
меди (I), который выпадает в осадок.
(19)KZ(13)A4(11)29830

2. 29830
2
Изобретение относится к области электрохимии,
в частности, к электрохимическому способу
получения иодида меди (I).
Частицы иодида меди (I) имеют гидрофобные
свойства и находят применение в качестве
традиционных катализаторов в органическом
синтезе и при создании суперионных проводников.
Наиболее близким по технической сущности и
достигаемому эффекту к предлагаемому способу
является способ получения иодида меди (I) из
растворов сульфата меди (CuSO4·5H2O), иодида
калия и сернистого ангидрида / Карякин Ю.В.,
Ангелов В.И. Чистые химические вещества. Изд.
4-е, пер. и доп. М., «Химия». 1974. c.234/. Сущность
способа заключается в следующем: путем обработки
раствора CuSO4·5H2O иодидом калия в присутствии
незначительного избытка сернистой кислоты
получают белый осадок, загрязненный серой и
сульфатами. Осадок сначала промывают водой с
незначительным содержанием SO2, затем чистым
спиртом без доступа воздуха и наконец безводным
эфиром. После этого осадок сильно отсасывают и
окончательно очищают от эфира в вакууме. Для
удаления последних, упорно удерживающихся
следов воды, продукт нагревают в высоком вакууме
- сначала до 110°С, а затем немного выше 400°С.
Рекомендуется добавить к продукту, высушенному
при 110°С, некоторое количество иода, который при
400°С испаряется полностью.
2CuSO4·5H2O+2КI+SO2+2Н2O→2CuI+2H2SO4+
K2SO4+10Н2O (1)
Известный способ получения иодида меди (I)
имеет следующие недостатки:
• полученный с помощью реакции (1) иодид
меди (I) загрязняется серой и сульфат-ионами,
поэтому полученный продукт промывают спиртом
(без доступа воздуха) и безводным эфиром, после
промывки влажный осадок отсасывают и
окончательно очищают от эфира в вакууме, далее
для удаления спирта и эфира продукт нагревают в
высоком вакууме и при температуре 110-400°С.
Данный процесс требует значительный расход
энергии, усложняет технологию, а работа с SO2
газом ухудшает условия труда.
Задачей предлагаемого изобретения является
разработка электрохимического способа получения
чистого иодида меди (I).
Технический результат - упрощение процесса,
получение чистого продукта, улучшение условий
труда.
Технический результат достигается
электрохимическим растворением электрода в
водных растворах, содержащих иодид-ионы.
Сущность способа заключается в том, что в
емкость с раствором иодида калия погружают
медный и титановый электроды и поляризуют
промышленным переменным током частотой 50 Гц.
Когда титановый электрод находится в анодном
полупериоде переменного тока, на его поверхности
сразу же формируется оксидная пленка,
обладающая полупроводниковым свойствам, в этой
связи протекание тока в электрохимической цепи
прекращается, и в этот же момент на медном
электроде, находящемся в катодном полупериоде
никаких электрохимических реакций не протекает.
А когда титановый электрод находится в катодном
полупериоде, на электроде восстанавливаются ионы
водорода, и в этот момент медный электрод,
находящийся в анодном полупериоде переменного
тока окисляется с образованием одновалентных
ионов:
Сu0
-е→Сu+
, (2)
Образовавшиеся ионы меди (I) в объеме раствора
около медного электрода взаимодействуют с иодид-
ионами с образованием иодида меди (I), т.к. его
произведение растворимости имеет низкое значение
(ПРCu1=1,1·10-12
при 25°С ).
Сu+
+ I-
→ СuI (3)
Таким образом, при погружении медного и
титанового электродов в раствор иодида калия и при
поляризации переменным током, медные электроды
растворяются с образованием иодида меди (I),
который выпадает в осадок.
Способ иллюстрируется следующим примером.
Пример. Сосуд объемом 100 мл заполняют
раствором иодида калия. Плотность тока изменяют
в интервале 25-250 кА/м2
. Продолжительность
эксперимента равна 0,5 ч., температура раствора
20°С. В раствор опускают медный и титановый
электроды, которые поляризуют промышленным
переменным током частотой 50 Гц. При этом в
пространстве медного электрода происходит
образование иодида меди (I). На скорость процесса
существенное влияние оказывают концентрация
иодида калия и плотности тока на титановом
электроде. В таблице 1 и 2 приведены влияние
концентрации иодида калия в растворе и плотности
тока на титановом электроде на выход по току
растворения меди.
Таблица 1
Влияние плотности тока на титановом электроде на выход по току растворения меди с образованием иодида
меди при поляризации переменным током (iCu=200 Ам2
; [KI]=50 г/л; τ=0,5 ч.; t=20°C).
i, кА/м2
25 50 100 150 200
ВТ, % 145,0 121,3 82,1 45,5 25,2
Как видно из таблицы 1, с повышением
плотности тока выход по току растворения медного
электрода уменьшается, поэтому проводить процесс
получения иодида меди (1) при плотностях тока
выше 100 кАм2
нецелесообразно. Высокий выход
по току растворения меди превышающий 100%
объясняется химическим растворением меди в
растворе иодида калия.

3. 29830
3
Таблица 2
Влияние концентрации иодида калия на выход по току растворения медного электрода при поляризации
переменным током (iCu=200 Aм2
; iTi= 100 кАм2
, τ=0 5 ч.; t=20°C).
[KI], г/л 25 50 75 100 125
ВТ, % 64,9 81,2 50,0 38,6 12,3
Как видно из таблицы 2 при концентрации
иодида калия 25-75 г/л максимальный выход по
току CuI превышает 50%.
Предложенный способ по сравнению с
прототипом имеет следующие преимущества:
- полученный продукт - иодид меди (I) является
чистым, не загрязняется серой и ионами сульфата, в
т.е. исключается очистка продукта, как в случае
прототипа, следовательно, следует отметить, что
процесс упрощается.
- процесс образования иодида меди (I) протекает
при комнатной температуре, т.е. уменьшается
расход энергии, улучшаются условия труда, т.к.
процесс осуществляется без применения SO2 газа.
Таким образом, впервые разработан
упрощенный, энергетически выгодный и
принципиально новый способ получения иодида
меди (I).
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
Способ получения иодида меди (I) из водных
растворов, содержащих иодид-ионы,
отличающийся тем, что синтез осуществляют
электролизом при поляризации медного и
титанового электрода промышленным переменным
током при плотностях тока на титановом электроде
25-50 кА/м и при концентрации иодида калия
25-75 г/л.
Верстка Ж. Жомартбек
Корректор К. Сакалова