Бисульфат графита

В то время как в алмазе все электроны заняты в связующих атомы углерода электронных парах, в графите часть электроиов содержится, как в металлах, в виде электронного газа эти электроны и сообщают графиту металлические свойства непрозрачность, блеск, электропроводность и значительную теплопроводность. Графит, в противоположность алмазу, разделяет с металлами не только, их общие физические свойства, но и основное химическое свойство способность образовывать соли. Названная выше окись графита является основным окислом. В самом деле, при осторожном окислении графита в сернокислотной среде можно получить бисульфат графита — продукт внедрения между атомными пластами углерода ионов НЗОг. Каждый атомный пласт при этом становится своеобразным пластообразным катионом. Таким образом, графит по всем признакам является металлической модификацией углерода, как алмаз — его металлоидной модификацией. [c.378]

К химическим реакциям бисульфата графита следует также отнести [c.141]

Все попытки использовать для приготовления бисульфата графита менее упорядоченный графитизированный углерод оканчивались тем, что превращение углерода в бисульфат в зависимости от структуры используемого твердого вещества либо совершенно не имело места, либо происходило только частично. В свете известных структур, содержащих дефекты (см. разд. 1.4, 1.4.1 и 1.4.2), можно ожидать, что основным препятствием для электрохимического окисления при получении бисульфата графита будут неароматические С—С-связи, соединяющие углеродные гексагональные сетки. Эти связи будут мешать разделению слоев, которое необходимо для включения добавки при образовании слоистых соединений графита. В известном смысле действие таких поперечных дефектов в углеродах можно сравнить с действием поперечных. звеньев в вулканизированной резине, которые затрудняют ее разбухание в растворителях и возможное образование дисперсии, аналогичной коллоидному раствору. Если количество поперечных звеньев на единицу объема кристалла очень мало, они замедляют разбухание, не предотвращая образования дисперсии если же количество звеньев велико, то дисперсии не происходит. [c.141]

Химические реакции кристаллических соединений графита полностью не изучены. Некоторые из приводимых ниже данных были рассмотрены раньще в связи с другими вопросами. В случае электрохимических соединений, таких, как бисульфат графита, реакция восстановления, протекающая на катоде или под действием химических реагентов, дает графит, содержащий небольшое количество остаточных молекул, как это отмечалось выше для остаточных соединений. Это обстоятельство необходимо иметь в виду при разработке методов химического анализа. Все галогены, за исключением фтора, можно удалить путем, нагревания или даже при достаточно продолжительном пребывании при комнатной температуре, однако остаточные молекулы удерживаются и в этом случае. Для удаления основной массы внедренного вещества из кристаллических соединений с некоторыми многоатомными молекулами требуется интенсив ое нагревание. Так, в некоторых специальных образцах у.глерода удерживается до 5% РеСЬ [882]. [c.156]

К первой группе относится бисульфат графита, который образуется при реакции серной кислоты с графитом в присутствии сильных окислителей. В таком соединении поверхности слоев еще не повреждены и между ними находятся анионы бисульфата. [c.73]

Внедрение анионов и молекул кислоты между слоями углеродных атомов, естественно, вызывает разбухание графита. Поэтому, например, в бисульфате графита расстояние между слоями углерода равно 8А. [c.72]

Первый получается при действии не слишком сильных окислительных смесей и представляет собой голубовато-желтое вещество, легко разрушаемое водой. Химическое и рентгенографическое исследование показывает, что синий графит является бисульфатом графита, причем группы Н50 располагаются между базисными плоскостями и больше чем вдвое увеличивают [c.156]

Рис. 31. Структура бисульфата графита.

Вещество это химически устойчиво по отношению к воздуху, разбавленным кислотам и щелочам (даже при легком нагревании). Сильные восстановители (Ре504, НЛ) не действуют на него, а смесь Н2504 и СгОз на холоду не окисляет [С4р] и не превращает его в бисульфат графита. Однако термически [С4Р] малоустойчив и уже при 100°С начинает разлагаться, иногда даже со вспышкой, рассыпаясь в мелкий порошок сажи. [c.371]

Степень окисления графита зависит не только от силы и количества окислителя или от продолжительности электролиза, но и от концентрации и природы внедряющейся кислоты. Так, при избытке окислителя 100% Н2304 дает богатую кислотой первую стадию сульфата графита Н2504 с концентрацией в 83% дает лишь вторую стадию бисульфата графита 63% Н2804 дает только третью стадию , а при концентрации менее 50% бисульфат вообще не образуется. [c.383]

Как известно, бисульфат графита образует суспензии в кислой среде, способные подавлять гидролиз (например, в пирофосфорной кислоте) [305]. С различными предосторожностями бисульфат графита можно выделить после промывки и очистки пирофосфорной кислотой [881] его состав близок к +24(HS04)-2H2S04. [c.139]

Установлено, что в ряде случаев маточный графит в процессе приготовления бисульфата графита после образования соединения становится рассыпающимся это объясняется, по-видимому, тем, что вследствие расширения, обусловленного процессами электрохимического окисления, и включения отрицательных ионов внутри твердого тела возникают силы, превосходящие его предел прочности. Это явление можно легко понять на примере ноликристаллического графита, в котором заметное расширение в направлении оси с происходит настолько неравномерно, что -приводит к образованию, внутренних напряжений. В случае монокристаллов или хорошо ориентированного графита можно предположить заметное уменьшение тенденции к разрушению кристалла при обратимой реакции образования бисульфата. [c.140]

Несмотря на наличле экспериментальных доказательств обратимого электрохимического окисления и восстановления графита в серной кислоте [305], ни о каком детальном измерении потенциала этого электрохимического окисления для вполне образовавшегося слоистого соединения, по-видимому, не известно (тем не менее см. [413]). Из опубликованных работ следует упомянуть лишь о результатах предварительных измерений электродного потенциала остаточных соединений [407]. Бисульфат графита можно получить также с помощью реакций на электроде, в процессе которых упорядоченный углерод в виде графита, погруженный в концентрированную серную кислоту, используется в качестве анода [1028]. Этим путем можно изготовить множество других производных кислоты. Анодное окисление имеет значительные преимущества как с точки зрения осуществления довольно точного контроля над количеством включенного вещества, так и проведения одновременных измерений физических свойств [407]. Если при этом используются не монокристаллы, то для предотвращения растрескивания электрода, вызванного разбуханием твердого вещества, требуются особые предосторожности. В случае поликристаллического графита такое растрескивание обычно ограничивает диапазон измерений тех или иных характеристик небольшими начальными дозами включения. Дополнительные трудности могут возникнуть из-за неоднородности образца, обусловленной неравновесным распределением добавок в процессе диффузии. [c.140]

Электрохимическую природу бисульфата графита можно продемонстрировать, погружая частицы графитового спеля и бисульфата графита в концентрированную Н2804. До соеди- [c.140]

Кислые соли относительно сильных органических кислот можно получить в процессе реакции на аноде или при использовании достаточно сильных окисляющих агентов, растворенных в этих кислотах. Их можно приготовить также с помощью реакции двойного разложения в процессе промывки бисульфата графита кислотой [894]. Среди уже исследованных кислот следует отметить трифторуксусную СРз СООН и борфторуксусную ВРз(СНзСООН) кислоты. Соли таких кислот были получены как с заполнением всех слоев, так и с меньшим числом внедренных атомов. [c.142]

Соединения, в которых, как в кислых солях, в результате электролитичеокого окисления углеродных макромолекул образуются макрокатионы. Например, бисульфат графита можно уподоблять, вероятно, другим кислым солям более мелких катионов. То обстоятельство, что при образовании макрокатиона, содержащего примерно 24 атома углерода, удаляется только один электрон, объясняется природой заполненных электронных уровней сетки. Эти уровни рассматриваются в разд. IV. 1.1 и гл. VII. Исследования злектриче-ских свойств, которые чувствительны к числу незанятых электронных уровней (см. гл. VII), подтверждают предположение о том, что для образования макрокатионов в кислых солях электроны удаляются из ароматических сеток графита. Значения постоянной решетки для кислых солей, измеренные с помощью рентгенографических методов (ср. табл. 24), согласуются в общих чертах с этой точкой зрения, хотя данные о радиусах соприкасающихся ионов для кислых сульфатов и аналогичных кислотных групп в неорганических солях являются недостаточно полными, чтобы считать ионные кристаллы с макрокатионами окончательной и детальной моделью кислых солей графита. Попытки вычислить значения энергии образования солей не имели успеха из-за слишком большого количества неопределенных параметров [413]. [c.172]

Окись графита является одним из первых исследованных слоистых соединений [133, 354]. Штауденмайер [978—980] и Хамди [385] показали, что в том случае, когда азотная и серная кислоты нагреваются с графитом в присутствии небольшого количества окисляющего агента, например в присутствии хлорновато1кислого калия, графит набухает и претерпевает последовательное изменение окраски в конце концов реакция завершается образованием окиси графита. На первый взгляд кажется странным, что образование бисульфата и других кислых соединений графита происходит аналогичным путем. Однако бисульфат графита образуется лишь в тех случаях, когда концентрированная серная кислота добавляется к графиту в присутствии различных окисляющих агентов. Подобно другим слоистым кислым соединениям, бисульфат графита образуется достаточно быстро, а при добавлении воды к раствору— также быстро разлагается [855]. [c.187]

В противоположность изложенной точке зрения Вейсс [1110] и Франклин [298] нашли, что структуру окиси графита можно считать аналогичной структуре бисульфата графита. Это означает, что в том случае, когда количество внедренной (до предела) соли не превышает стехиометрически возможного, не будет наблюдаться перекашивания углеродных сеток, аналогичного перекашиванию при образовании ковалентных связей. Данные, свидетельствующие о наличии перекашивания сеток, кажутся противоречивыми. Образование складок и перекашивание плоскостей слоев наблюдались электронографическими методами [55], причем предполагалось, что они возникают благодаря эпоксидным связям между плоскостями слоев (см. ниже). Эта модель подтверждается экспериментами по инфракрасному поглощению [372]. [c.189]

Такого рода реакции имеют место, например, при окислении графита] смесью серной и азотной кислот, когда образуется окись графита с внедренными в раздвинувшуюся решетку ионами кислорода и гидроксила [4,5], а также при образовании монофторида углерода, бисульфата графита, щелочных соединений графита (Сд К, С, К, С,Сз и СчаСз) и других соединений его с РеСк, Вг и т. п. [c.16]

Графит непроницаем и химически не взаимодействует с любыми веществами, воздействующими на него перпендикулярно С-атом-ным сеткам, но в направлении, параллельном С-атомным сеткам, он не может противостоять внедрению многих веществ в его меж-плоскостное (межбазисное) пространство. При этом происходит увеличение расстояния между плоскостями (за счет внедрения посторонних атомов или их групп), что иногда называют набуханием . Подобное явление сопровождается в зависимости от природы вещества или увеличением, или снижением электрического сопротивления. При действии на графит горячей смеси серной и азотной кислот образуется бисульфат графита С32 + HSO — синий графит . Ионы HSO внедряются в межбазисное пространство и раздвигают его, увеличивая расстояние между плоскостями до 7,98 А. С-атомные плоскости при этом остаются без изменений. Поскольку ион HSO приходится на 32 атома углерода, валентные электроны С-атомов в сетках не закрепляются и электропроводность синего графита сохраняется. [c.8]

При обработке графита безводным НР в присутствии окислителей (хромпика, фтора) образуется соединение С24НРГ-4НР, имеющее синий цвет оно сходно по структуре с бисульфатом графита [8]. [c.290]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология