2.2.1.8 Re2O

Монооксид рения получают восстановлением рениевой кислоты в разбавленной соляной кислоте ( 0.2 н ) в вакууме; в качестве восстановителя применялся цинк. Полученный черный осадок растворим в азотной кислоте и в бромной воде, но щелочной раствор хромата и окисное сернокислое железо действуют на него с трудом. Осадок содержит лишь следы цинка и хлора и его состав отвечает формуле Re2O*2H2O. [1] На воздухе этот окисел быстро окисляется. [11]

2.2.2 Соли рения.

Имеется указания на существование целого ряда солей :

Перренаты Me2O*Re2O7 или MeReO4 (в основном бесцветные или белые)

Мезоперренаты 3Me2O*Re2O7 или Me3ReO5 (от желтых до красных)

Ортоперренаты 5Me2O*Re2O7 или Me5ReO6

Ренаты Me2O*ReO3 или Me2ReO4 (зеленые)

Гипоренаты Me2O*Re2O5 или MeReO3 (желтые)

Рениты Me2O*ReO2 или Me2ReO3 (коричневые) [1]

2.2.2.1 Рениты

Рениты образуются в отсутствие воздуха при сплавлении ReO2 с гидроксидами или оксидами щелочных металлов :

ReO2 + 2 NaOH = Na2ReO3 + H2O

Рениты представляют собой диамагнитные черно-коричневые мелкие кристаллы, плохо растворимые в воде. Рениты превращаются в ReO2*nH2O под действием разбавленных кислот в присутствии воздуха и окисляются до гипоренатов MeIReO3, метаперренатов MeIReO4 или мезоперренатов Me3IReO5 под действием воздуха, перекиси водорода или азотной кислоты.

2.2.2.2 Гипоренаты

Гипоренаты мало устойчивы, их получают сплавлением смеси стехиометрически необходимых количеств ReO2 и MeIReO4 с избытком щелочи без доступа воздуха. [10] Длительным нагреванием при 700оС смеси NaOH, ReO2 и NaReO4 был получен гипоренат натрия вероятного состава NaReO3. Эта бледно-желтая соль легко разлагается водой на производные четырех- и семивалентного рения. Был получен также Cd2Re2O7. [13]

2.2.2.3 Ренаты

Ренатылегко подвергаются диспропорционированию, подобно манганатам

3 Me2IReO4 + 4 H2O = 4 MeOH + ReIV(OH)4 + 2 MeIReVIIO4 [2]

Они окрашены в зеленый цвет, в большей степени являются окислителями, чем восстановителями, были получены в растворах. При сплавлении при 500о метаперренатов щелочных металлов с ReO2 и NaOH или KOH образуются гипоренаты MeIReO3, которые при охлаждении окисляются в неустойчивые ренаты Me2IReO4 зеленого цвета. [10] Образование зеленых ренатов при сплавлении Re или ReO2 со щелочами в присутствии окислителей обычно имеет место лишь в качестве промежуточной стадии окисления, тогда как конечным устойчивым продуктом является сплав, содержащий соответствующую соль мезорениевой кислоты. [13]

2.2.3 Рениевая кислота.

Получение :

Re2O7 + H2O = 2 HReO4

3 Re + 7 HNO3 = 3 HReO4 + 7 NO + 3 H2O

2 ReO2 + 4 H2O + 3 Cl2 = 2 HReO4 + 6 HCl

ReS2 + HNO3 = HReO4

Концентрированый раствор рениевой кислоты содержит 60 % HReO4.

Mg + 2 HReO4 = Mg(ReO4)2 + H2

Al(OH)3 + 3 HReO4 = Al(ReO4)3 + 3 H2O

CuCO3 + 2 HReO4 = Cu(ReO4)2 + CO2 + H2O [7]

Водный раствор HReO4 – сильная кислота. Она бесцветна, может быть экстрагирована амиловым спиртом, не выделяется в свободном состоянии, растворима в органических основаниях, растворяет металлы, обладающие восстановительными свойствами, и образует соли, именуемые метаперренатами. [10]

В нейтральных водных и разбавленных кислых и щелочных растворах Re(VII) находится в виде рениевой кислоты или ее солей перренатов.

Высказано мнение о существовании двух форм кислоты – тетраэдрической ReO3OH (pK=1.67) и октаэдрической ReO(OH)5 (pK=2.1).

Установлено, что при обезвоживании рениевой кислоты сначала происходит реакции конденсации и поликонденсации :

O

||

ReO3OH + ReO(OH)5 = H2O + O=Re-O-ReO(OH)4

||

O

А затем процесс сопровождается частичным восстановлением рения (VII) до оксидов различной валентности. [5]

Кислород HReO4 может быть частично или полностью замещен серой с образованием различных тиокислот, вплоть до HReS4. Соли этих кислот в растворе неустойчивы и постепенно разлагаются с выделением Re2S7. Еще менее устойчивы сами тиокислоты. [13]

2.2.4 Перренаты.

Соли рениевой кислоты. ReO-4 – бесцветный ион ( MnO-4 – красно-фиолетовый, TcO-4 – розовый ). Ионы ReO-4 распознаются в растворе по качественным реакциям, для которых являются катализаторами, например

TeO42- + 3 Sn2+ + 18 Cl- + 8H+ = Te + 3 SnCl62- + 4 H2O

(черн. осадок)

Среда: соляная или серная кислоты ( азотная, фосфорная или хлорная подавляют или прекращают реакцию ), винная или лимонная кислоты ускоряют реакцию и повышают ее чувствительность.

SeO42- + 3 Sn2+ + 8 H3O+ = Se + 3 Sn4+ + 12 H2O

(красн. осадок)

Максимальная скорость данной реакции наблюдается в 1М р-ре соляной кислоты или 2-4М р-ре серной. Лимонная и винная кислоты ускоряют реакцию.[5]

Метаперренаты ( соли метарениевой кислоты ) образуются при сплавление порошка металлического рения с щелочами в токе кислорода, действием HReO4 на окислы, гидроокиси или карбонаты многих металлов или на различные органические основания. Получение труднорастворимых метаперренатов основано на обработке растворов, содержащих анион ReO4- , растворами солей многих катионов.

Анион ReO4- обладает меньшей окислительной способностью, чем анион MnO4-, более устойчив и труднее восстанавливается.

Как правило, метаперренаты имеют более низкую растворимость и большую термическую устойчивость, чем соответствующие перхлораты и перманганаты. Если проследить за поведение при нагревании KReO4, KMnO4, KClO4 и KIO4 , можно установить, что KReO4 плавится при 518оС и кипит при 1370оС, в то время как KMnO4 разлагается при 200оС, KClO4 – при 400оС и KIO4 – при 600оС. Примерами соединений рения с низкой растворимостью являются метаперренаты калия, рубидия, цезия, таллия, серебра, нитрона и стрихнина. [10]

Помимо нормальных перренатов известны желтые или оранжевые соли некоторых щелочных или щелочноземельных металлов, производящиеся от более богатых водой форм рениевой кислоты – H3ReO5 (мезоперренаты) и H5ReO6 (ортоперренаты). Получают их обычносухим путем ( совместным нагреванием перренатов с окислами или карбонатами), но лимонно-желтый Ba3(ReO5)2 может быть получен также упариванием раствора Ba(ReO4)2 с большим избытком Ba(OH)2 ( в отсутствие CO2 ).Водой все орто- и мезоперренаты легко разлагаются с образованием нормальных перренатов. [13]

2.2.4.1 Перренат калия.

Перренат калия получается при нейтрализации нагретого раствора рениевой кислоты поташом или едким кали, а также при добавлении в раствор хлористого калия. Эта соль осаждается в виде безводных тетрагонально-бипирамидальных кристаллов.

HReO4 + KOH = KReO4 + H2O

HReO4 + KCl = KReO4 + HCl [7]

Теплота образования соли – 263 ккал. Соль кипит без разложения при 1370оС. Зависимость давления диссоциации расплавленного перрената калия от температуры выражается уравнением :