Effect of cobalt compounds on stability of ferrates(VI)

Abstract

головко Д. А., головко и. Д. введениеФерраты(VI) щелочных и щелочноземельных метал лов имеют широкую перспективу применения в про мышленной экологии, органическом синтезе, произ водстве источников тока и др. [1][2][3][4][5][6][7][8][9][10][11][12]. Ввиду высокой реакционной способности Fe(VI) они склонны к само произвольному разложению (реакции (1)- (3) 4FeO 4 2-+ 6H 2 O → 4FeО(OH) (s) + 3O 2 + 8OH -,2ВаFeO 4 → 2ВаFeO 3 + O 2 .Изучению кинетики разложения ферратов и повыше нию их устойчивости посвящено много работ [1,[3][4][5][6], и к настоящему времени считается, что она во многом за висит от присутствия в системе незначительных количеств примесей соединений тяжелых металлов, катализирующих течение реакций (1)-(3). Вместе с тем, иногда содержание последних может быть весьма высоким, достигая даже 10 %, как например, описано в [3] для кобальта, когда добавление Co 2 O 3 к K 2 FeO 4 или BaFeO 4 использовано с целью улучшения функциональных характеристик активной массы супержелезных аккумуляторов, но не приводить к заметному разложению ферратов. Однако исследований по изучению влияния соединений Со на свойства ферратов(VI) опубликовано недостаточно.Понимание процессов, происходящих в системе фер рат/соединения кобальта, представляет не только теоре тический интерес, но также важно для усовершенство вания источников тока и для разработки эффективных технологий получения ферратов(VI) различных металлов.Данная работа посвящена изучению влияния не которых соединений кобальта в различных степенях окисления на устойчивость кристаллических ферратов и их щелочных водных растворов. Анализ литературных данных и постановка проблемыЕще в [5] показано, что устойчивость ферратных растворов резко снижается при добавлении к ним солей кобальта(II), и этот эффект, по мнению авторов, вы зван именно его каталитическим действием, поскольку известно, что соединения кобальта катализируют раз ложение многих сильных окислителей. В более позд них работах [3,4] выводы о роли следовых количеств Со(II) как катализаторов разложения растворов феррата калия были подтверждены, но в то же время отмечено, что твердый K 2 FeO 4 стабилен в присутствии даже не скольких процентов Co 2 O 3 .Необходимо заметить, что это противоречие до на стоящего времени так и не нашло своего разрешения. Кроме того во многих работах, как правило, не учи тывалась возможность протекания химической реак ции между производными кобальта и анионом FeO 4 2-, который даже в щелочной среде обладает достаточно высокой окислительной способностью. Только в [3], при обсуждении вероятного механизма каталитического раз ложения ферратов под влиянием соединений кобальта в качестве гипотезы упоминается о теоретической воз можности осуществления перехода Co(III) → Co(IV) в ходе реакции:Тем не менее, авторы [3] все же ставят под со мнение образование CoO 2 и протекание этой реакции, поскольку считают, что потенциал Fe(VI) недостаточен для окисления Co(III) в Co(IV).По непонятным причинам более вероятный переход Co(II) → Co(III) (соответствующие реакции и потен циалы приведены в табл. 1) в ...