Алхимика Нет - Профиль podlyinarod

Основная информация о podlyinarod

Дата регистрации:

15-09-2020

Воследнее посещение:

8 часов назад

Сообщений:

39 (В день: 0.02 | От всех сообщений: 0.11%)
(Найти все сообщения)

Тем:

3 (0 всего тем за день | 0.02 % от всех сообщений)
(Найти все темы)

Время на форуме:

20 часов, 25 минут, 4 секунд

Приглашение от:

Рейтинг:

0 [Детали]

podlyinarod's Most Thanked Post
Post Subject	Post Date/Time	Numbers of Понравилось
Травление азотной кислотой без выделения "рыжего хвоста" ноксов	09-06-2024, 20:37	1
Thread Subject	Forum Name
Травление азотной кислотой без выделения "рыжего хвоста" ноксов	Аффинаж Общие вопросы
Post Message
Азотная кислота (азотка), в том числе при разбавлении водой без хлора (дистиллированной – во избежание пропадания серебра) – распространённый реактив для травления медьсодержащих сплавов, а также серебра и палладия (последний она берёт, впрочем, довольно медленно без нагрева) – в отличие от неокисляющих кислот, т.к. эти металлы как окислители сильнее водорода. Но тут есть проблемка. Она при этом выделяет оксиды азота, ведь её азот с указанными металлами восстанавливается до этих оксидов. Окислы азота довольно токсичны, почему процесс почти невозможно проводить в помещениях без специальной вентиляции. Даже открытое окно в безветренную погоду не всегда спасает. Для полноты картины упомяну, что чем выше концентрация и температура, тем процесс, конечно, идёт быстрее, но азотки на то же количество металла тратится больше. При травлении концентрированной (близкой к 100%) азоткой на 1 моль меди тратится 4 моль азотки: 2 моль на образование соли и 2 моль на окисление меди, ведь при этом в основном выделяется оксид азота (IV) NO2, а в азотке азот имеет степень окисления +5. При травлении азоткой плотностью 1,4 (67%) выделяются оксиды азота NO2 и NO и расход снижается примерно до 3 моль на 1 моль меди, а при травлении примерно 30-35% (разбавленной вдвое по объёму пл. 1,4) – выделяется в основном NO, и на 1 моль меди тратится 2+2/3 моль азотки: при восстановлении азота до +2 он принимает 3 электрона. Уравнение растворения меди в разбавленной азотке: [attachment=1097] В поисках решения я нашёл патент RU2243163C2 (https://patents.google.com/patent/RU2243163C2/ru). В нём, если упростить и взять самый радикальный результат, предложено пользоваться раствором азотки концентрацией около 270 г/л (полученной разбавлением азотки пл. 1,4 втрое) с добавлением нитрата аммония (аммиачной селитры, аммиачки) в количестве, в 1-3 раза превышающем стехиометрическое (на практике достаточно всего 2 раз для снижения содержания окислов азота в 33 раза) по следующим уравнениям: [attachment=1098] Как видим, происходит даже некоторая регенерация азотки из оксидов, так что расход азотки снижается в 6/5 раз. Для разбавленной азотки итоговый процесс выглядит как [attachment=1099] Указанный способ хорош и недорог, но имеет недостатком то, что в растворе появляется ион аммония, иногда он нежелателен. Я разработал другой способ, с окислением окислов азота в парах. Как известно, окислы азота сами по себе способны окисляться даже кислородом воздуха в обычных комнатных условиях - NO до NO2 (именно мономер последнего имеет рыжий цвет; NO до контакта с воздухом совершенно бесцветен), а последний с водой образует азотку. То есть в принципе для полной утилизации "рыжего хвоста" не нужно ничего, кроме воздуха. На практике применять воздух сложно, так как в нём кислорода 1/5, остальной объём занимает азот и пр. инертное, а процесс регенерации - равновесный, т.е. для высокой степени конверсии придётся пользоваться весьма малыми концентрациями азотки, какие довольно медленно травят, да и аппаратурное оформление для приемлемой скорости потребуется сложнее "просто стакана": примеси азота переводят процесс из "перегонки в вакууме" к "перегонке с водяным паром"; когда кислород потрачен, азот остаётся и единственный способ его удаления - диффузия, которую можно ускорить конвекцией. Поэтому я поступаю дороже по реактивам, но проще аппаратно: добавляю в концентрированную азотку, которую порциями приливаю в ведро (ведро - ибо для этого способа нужен большой эффективный объём над раствором), перекись водорода в виде 35% раствора (пергидроля). Суммарное уравнение процесса регенерации выглядит как 2 NO + 3 H2O2 = 2 HNO3 + 2 H2O, А итоговое уравнение растворения как 3 Cu + 6 HNO3 + 3 H2O2 = 3 Cu(NO3)2 + 6 H2O. Как видим, расход азотки снижается в 4/3 раза - то есть в полтора раза больше, чем в случае с аммиачкой. Мелочь, а приятно. J Отсюда соотношение масс чистых азотки и перекиси 2*63/34=3,706, откуда найдём, что на 1 кг азотки 67% надо 0,67/3,706/0,35= 0,517 кг пергидроля 35%. Достаточно просто накрыть ведро пленкой, оставив открывающийся клочок, через который подливать очередную порцию смеси. Перекись водорода интенсивно разлагается металлами, в том числе медью, серебром и т.п., особенно при высокой температуре (увы! - иначе было бы мало нужды в азотке: почти все металлы чудно растворяются перекисью с кислотами, дающими растворимые соли). Поэтому большой свободный объём в ведре необходим. Сначала перекись из очередной порции выделяет кислород, потом тот под пленкой реагирует с ноксами и водой до азотной кислоты, в итоге до приливания следующей порции не остаётся практически ничего (объёмы и плотности газов при реакциях таковы, что утечки ноксов почти нет, если не открывать ведро нараспашку). Идеально, конечно, проводить процесс непрерывно с помощью приливания смеси в сосуд с регулируемой скоростью через дозатор от капельницы и т.п. Стоит отметить то преимущество этого способа, что в нём нет нужды разбавлять кислоту больше, чем водой из пергидроля, значит, скорость растворения будет приличной с самого начала (кстати, от добавления аммиачки по патенту скорость растворения, напротив, заметно падает, что связано с механизмом реакции). Разумеется, всё выше написанное касается и эрзац-кислот, к примеру, ежели переборщить с аммиачкой при приготовлении арзац-азотки из серной кислоты-электролита и аммиачки, то скорее всего ничего кроме пользы не будет. Предупреждение: приготовление в любительских условиях любых смесей с перекисью водорода предполагает обязательное оставление крышки емкости слегка не докрученной, так как невозможно гарантировать отсутствие резкого роста разложения перекиси из-за катализа. Иначе через неделю можно обнаружить расколотую бутылку азотки. J Предупреждение 2: способ с перекисью травит даже платину (правда, с не очень высокой скоростью), а золото берёт просто влёт, так что если нужно именно убрать всё, кроме зла, например - то перекись это не наш метод.

podlyinarod's Received and Given Понравилось
	Понравилось другим	Понравилось самому
Last week	0	0
Last month	0	0
Last 3 months	1	0
Last 6 months	2	11
Last 12 months	3	19
All Time	3	19

Most thanked by
*Сергей*	2	67%
anarxi	1	33%

Most thanked
*ВКЦ*	3	16%
АЛ307	2	11%
Vasja	2	11%
*Сергей*	2	11%
GoldMen16	2	11%