אירידיום (III) כלורידהיא תרכובת אנאורגנית עם CAS 10025-83-9 ונוסחה מולקולרית IrCl3. פודרה ירוקה כהה עם ברק מתכתי. ישנם שימושים שונים בייצור איזוטופים, לרבות ייצור איזוטופים רדיואקטיביים, הדמיית תהודה מגנטית גרעינית, מדי דוסי קרינה, נותבים רדיואקטיביים וייצור חשמל גרעיני. יישומים אלו מוכיחים את חשיבותם וערכם בייצור איזוטופים, ועם הפיתוח המתמשך של המדע והטכנולוגיה, גם סיכויי היישום שלהם רחבים מאוד. יש לו שימושים שונים בתחום ייצור החשמל הגרעיני, לרבות ייצור מכלולי דלק, תוספי דלק, סוכני בקרת כורים, מחוללים תרמו-אלקטריים איזוטופים רדיואקטיביים וטיפול בפסולת גרעינית. יישומים אלו מוכיחים את חשיבותם וערכם בתחום ייצור החשמל הגרעיני, ועם ההתפתחות המתמשכת של המדע והטכנולוגיה, גם סיכויי היישום שלהם רחבים מאוד.
(קישור למוצר:https://www.bloomtechz.com/chemical-reagent/laboratory-reagent/iridium-iii-chloride-cas-10025-83-9.html)
שיטת ההפחתה של אירידיום כלוריד היא שיטה לסינתזה של אירידיום (III) כלוריד. להלן השלבים המפורטים ונוסחאות התגובה הכימית של שיטה זו:
1. הכנת חומרי גלם: הכינו כמות מתאימה של אירידיום כלוריד, חומרים מפחיתים (כגון מימן, נתרן בורוהידריד ועוד) וממיסים מתאימים (כגון מים, אלכוהול וכדומה) לחומצה הידרוכלורית. אירידיום כלוריד הוא בדרך כלל מוצק או נוזל, עם חומר מפחית של אבקה או גז וממס של נוזל.
2. ממיסים אירידיום כלורי: ממיסים אירידיום כלורי בממס מתאים ליצירת תמיסה אחידה.
3. הוסף חומר מצמצם: הוסף את החומר המצמצם לתמיסה של אירידיום כלוריד, וודא שהחומר המצמצם יוצר קשר מלא עם אירידיום כלוריד.
4. תגובת הפחתה: בתנאי טמפרטורה ולחץ מסוימים, הגורם המפחית מפחית אירידיום (III) כלוריד לאירידיום (III) כלוריד. 5 התגובות הללו יכולות להיות כימיות או אלקטרוכימיות, תלוי בחומר ההפחתה המשמש ובתנאי התגובה.
6. הפרדת מוצר: הפרד את אירידיום טריכלוריד שנוצר מתמיסת התגובה. ההפרדה יכולה להתבצע בשיטות כמו אידוי, התגבשות וסינון.
7. טיהור: טהר את אירידיום טריכלוריד המופרד כדי להסיר זיהומים. שיטות הטיהור יכולות לכלול גיבוש מחדש, סובלימציה ושיטות אחרות.
נוסחת התגובה הכימית להפחתת אירידיום כלוריד היא: 2IrCl3 + 3H2→ 6IrCl3 + 6HCl.
תגובה זו היא תגובת הפחתה אופיינית, שבה יון ה-Ir (IV) באירידיום כלוריד מופחת ליון Ir (III) על ידי חומר מפחית (כגון גז מימן), תוך יצירת מימן כלורי חומצה הידרוכלורית. במהלך תהליך התגובה, אירידיום כלוריד וחומר מפחית משמשים כמגיבים, ואירידיום טריכלוריד משמש כמוצר.
באמצעות השלבים לעיל, ניתן לסנתז אירידיום (III) כלוריד עם טוהר ותפוקה מסוימים. לשיטה זו יש יתרונות של פעולה פשוטה, תנאי תגובה מתונים ותפוקה גבוהה, ולכן היא נמצאת בשימוש נרחב במעבדות ובייצור תעשייתי. עם זאת, שיטה זו מחייבת שימוש בחומרים מפחיתים כגון מימן, מה שעשוי להגביר עלויות וסיכונים בטיחותיים לייצור בקנה מידה גדול. לכן, בייצור בפועל, יש צורך לבחור שיטות סינתזה מתאימות ותנאים בהתבסס על נסיבות ספציפיות.
שקיעת אדים כימית היא שיטת סינתזה נפוצה שניתן להשתמש בה להכנת אלמנטים ותרכובות מתכת שונות. להלן יספק תיאור מפורט של השלבים ונוסחאות התגובה הכימית לסינתזה של אירידיום (III) כלוריד בשיטת שקיעת אדים כימית.
1. הכנת חומרי גלם
חומרי הגלם הנדרשים לניסוי זה כוללים אבקת אירידיום, סטאנו כלוריד (SnCl2), גז כלור (Cl2) וגז מימן (H2).
2. ציוד נסיוני
הציוד הנדרש לניסוי כולל תנור צינור, משאבת ואקום, מד זרימה, צמד תרמי, כור, מאזן, טיט וכפפות בטמפרטורה גבוהה.
3. שלבי ניסוי
3.1 הכנת חומרי גלם: טוחנים אבקת אירידיום לחלקיקים קטנים, ומכינים סטאנו כלוריד (SnCl2) וגז כלור (Cl2) לשימוש מאוחר יותר.
3.2 ניקוי הכור: השתמש במשאבת ואקום כדי לחלץ את האוויר מהכור כדי למנוע השפעת זיהומים במהלך תהליך הניסוי.
3.3 טעינה: מערבבים אבקת אירידיום וסטאנו כלוריד בפרופורציה מסוימת ומעמיסים אותם לכור.
3.3 כור אטום: ודא שהכור אטום היטב כדי למנוע דליפת גז.
3.4 שאיבת ואקום: השתמש שוב במשאבת ואקום כדי לפנות את האוויר בתוך הכור, ולהשאיר אותו במצב לחץ שלילי.
3.5 כור חימום: מניחים את הכור בתנור צינור ומחממים אותו באיטיות לטמפרטורה מסוימת (כגון 800 מעלות).
3.6 הכנסת גז: במהלך תהליך החימום, הכנס לאט כלור ומימן גז, תוך שמירה על קצב זרימת גז ולחץ מסוימים.
3.7 זמן תגובה: שמור על יציבות טמפרטורת התגובה וזרימת הגז, והגיב למשך זמן מסוים (כגון שעה) כדי לאפשר לאבקת אירידיום ולסטאנו כלוריד להגיב באופן מלא.
3.8 קירור: הפסק את החימום וקירור באופן טבעי את הכור לטמפרטורת החדר.
3.9 לאחר טיפול: פותחים את הכור, מוציאים את המוצר וטוחנים אותו לאבקה באמצעות מרגמה.
4. נוסחת תגובה כימית
בתהליך הניסוי לעיל, נוסחת התגובה הכימית העיקרית היא: Ir + 3SnCl2 + 4Cl2 + 2H2→ IrCl3 + 6SnCl2 + 2HCl. נוסחת תגובה זו מייצגת את התגובה של אבקת אירידיום וסטאנו כלוריד עם כלור וגז מימן בטמפרטורה גבוהה ליצירת אירידיום (III) כלוריד ותוצרי לוואי SnCl2 ו- HCl.
5, טיהור מוצר
המוצר המתקבל הוא תערובת של אירידיום (III) כלוריד ותוצרי לוואי SnCl2 ו- HCl. על מנת להשיג Iridium (III) כלוריד בטוהר גבוה, נדרש טיפול טיהור לאחר מכן. שיטות טיהור נפוצות כוללות גיבוש מחדש וסובלימציה. שיטת הגיבוש מחדש כוללת פעולות פירוק והתגבשות מרובות להסרת זיהומים ולהשגת אירידיום (III) כלוריד בטוהר גבוה. שיטת הסובלימציה היא הפרדת אירידיום (III) כלוריד מתערובת על ידי חימום וסובלימציה, וכתוצאה מכך תוצר בעל טוהר גבוה.
אלקטרוליזה היא שיטה נפוצה להכנת תרכובות מתכת, המפחיתה יוני מתכת למתכות אלמנטריות באמצעות תגובות אלקטרוליזה. להלן יספק תיאור מפורט של השלבים ונוסחאות התגובה הכימית לסינתזה של אירידיום (III) כלוריד בשיטת האלקטרוליזה.
1. הכנת חומרי גלם
חומרי הגלם הדרושים לניסוי זה כוללים תמיסת מלח אירידיום (כגון תמיסת K2IrCl6), נתרן כלורי (NaCl), נתרן הידרוקסיד (NaOH) ומים מפושטים.
2. ציוד נסיוני
הציוד הנדרש לניסוי כולל תא אלקטרוליטי, ספק כוח, אלקטרודות, מיכל אלקטרוליטים, בוחש, משפך טפטוף, מדחום, מד pH וכו'.
3. שלבי ניסוי
3.1 הכנת אלקטרוליט: מערבבים תמיסת מלח אירידיום ותמיסת נתרן כלוריד בפרופורציה מסוימת, מוסיפים כמות מתאימה של תמיסת נתרן הידרוקסיד, מערבבים באופן שווה ומקבלים את האלקטרוליט.
3.2 אלקטרוליזה: שפכו את האלקטרוליט לתא האלקטרוליטי, הכנס את האלקטרודה אל האלקטרוליט וחברו את ספק הכוח לאלקטרוליזה. לשלוט בגודל הזרם והמתח, ולצפות בשינויים במהלך תהליך האלקטרוליזה.
3.3 איסוף מוצר: לאחר השלמת תגובת האלקטרוליזה, כבה את החשמל והסר את האלקטרודה. סנן את המשקע מהאלקטרוליט ושטוף אותו במים כדי להשיג את התוצר הגולמי של אירידיום (III) כלוריד.
3.4 טיהור: המוצר הגולמי מטוהר על ידי התגבשות מחדש או סובלימציה לקבלת אירידיום (III) כלוריד בטוהר גבוה.
4. נוסחת תגובה כימית
בתהליך של סינתזה אירידיום (III) כלוריד על ידי אלקטרוליזה, נוסחת התגובה הכימית העיקרית היא: IrCl3 + 3H2O → IrCl3(הו)3 + 3HCl. נוסחת תגובה זו מייצגת את תגובת ההידרוליזה של מלחי אירידיום במים לייצור IrCl3(הו)3ו-HCl. במהלך תהליך האלקטרוליזה, IrCl3(הו)3מאבד קבוצות הידרוקסיל ויוצר אירידיום (III) כלוריד ומים.