Исследование термической дегидратации Мn₂Zn (РО₄)₂•4H₂O методом ИК -спектроскопии
Двойные фосфаты, как известно, применяются в качестве люминофоров. Хорошо известны люминофоры с красным свечением на основе ортофосфата цинка (активатор марганец). Поскольку люминесцентные свойства различных фаз фосфата часто резко отличаются, то характеристика фазового состава основы люминофора при...
Saved in:
| Published in: | Украинский химический журнал |
|---|---|
| Date: | 1983 |
| Main Authors: | , |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
Інститут загальної та неорганічної хімії ім. В.І. Вернадського НАН України
1983
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/183137 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Исследование термической дегидратации Мn₂Zn (РО₄)₂•4H₂O методом ИК -спектроскопии / Л.В. Трапезникова, Г.В. Лантух // Украинский химический журнал. — 1983. — Т. 49, № 12. — С. 1250-1253. — Бібліогр.: 10 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859862879418712064 |
|---|---|
| author | Трапезникова, Л.В. Лантух, Г.В. |
| author_facet | Трапезникова, Л.В. Лантух, Г.В. |
| citation_txt | Исследование термической дегидратации Мn₂Zn (РО₄)₂•4H₂O методом ИК -спектроскопии / Л.В. Трапезникова, Г.В. Лантух // Украинский химический журнал. — 1983. — Т. 49, № 12. — С. 1250-1253. — Бібліогр.: 10 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Украинский химический журнал |
| description | Двойные фосфаты, как известно, применяются в качестве люминофоров. Хорошо известны люминофоры с красным свечением на основе ортофосфата цинка (активатор марганец). Поскольку люминесцентные свойства различных фаз фосфата часто резко отличаются, то характеристика фазового состава основы люминофора при различных температурах имеет большое значение. В этой связи представляет интерес исследование ИК-спектров Мn₂Zn (РО₄)₂•4H₂O. Данные ИК..спектроскопии об указанном фосфате в литературе отсутствуют.
|
| first_indexed | 2025-12-07T15:46:46Z |
| format | Article |
| fulltext |
взаимодействию однородных молекул. Этим, по-видимому, и объясня
ется небольшая взаимная растворимость HgTe и SnTe.
Таким образом, методами физико-химического анализа исследо
вана диаграмма состояния системы HgTe-SпТе, и проведен расчет
термодинамических свойств системы вдоль линии ликвидуса. Установ
лено, что система описывается диаграммой состояния эвтектического
типа с ограниченной взаимной растворимостью компонентов в твердом
состоянии.
1. Томашик В. Н., Грыцuв В. и. Диаграммы состояния систем на основе полупровод
никовых соединений AIIBvI.- Киев: Наук. думка, 1982.-167 с.
2. Garbato Е; Ledda Р. Evalution of heats and entropies of fusion Ьу quantitative dif
ferential thermal analysis method.- Thermochim. аста, 1977, 19, N 3, р. 267-269.
3. Герасимов я. Н., Крестовников А. Н., Горбов с. Н. Термодинамика в цветной ме
таллургии.- М. : ...J\1.еталлургия, 1974.- Т. 6.200 с.
Институт полупроводниковАН УССР,
Киев
удк бб.09З.&:541.44
Поступила 28.04.83
ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕРМИЧЕСКОЙ ДЕГИДРАТАЦИИ
Mn2Zn(P04)2·4H20 МЕТОДОМ ИК-СПЕКТРОСКОПИИ
л. В. Трапезникова, г. В. Лантух
Двойные фосфаты, как известно, применяются в качестве люминофо
ров. Хорошо известны люминофоры с красным свечением на основе
ортофосфата цинка (активатор марганец) [1]. Поскольку люминес
центные свойства различных фаз фосфата часто резко отличаются, то
характеристика фазового СОСТ,ава основы люминофора при различных
температурах имеет большое значение. В этой связи представляет ИН
терес исследование ИК-спектровMn2Zn(P04)2·4H20. Данные ИК..спект
роскопии об указанном фосфате в литературе отсутствуют.
Для исследования процессов, протекающих при обезвоживании
кристаллогидрата марганца - цинка, нами сняты и изучены ИК-спект
ры поглощения синтезированного Mn2Zn(P04)2·4H20 и промежуточных
продуктов его дегидратации, полученных при различных температурах.
Спектры поглощения снимали на ИК-спектрофотометрах UR-20 и
«Перкин - Эрмлер М-Б 325» на 4-й и б-й щелевых программах соот
ветственно в области 3800----:,400 см-1 • Образцы готовили в виде сус
пензий в вазелиновом масле и таблеток в KBr. Концентрация вещества
при таблетировании составляла 1,5: 150 мг KBr. Из сравнения полу
ченных результатов следует, что для данного объекта способ приготов
ления образцов на вид спектров не влияет (табл. 1, рисунок).
В спектре исходного двойного марганец - цинк ортофосфата тет
рагидрата наблюдается интенсивная полоса с максимумом 3330 см-1
и двумя нечетко выраженными перегибами 3515 и 3180 см-1 (рисунок,
кривая 1). Это свидетельствует о существовании трех видов воды в
решетке ГИДfата, что согласуется со структурными исследованиями
с-гопеита [2 , в соответствии с которыми вода в кристаллической ре
шетке расположена по трем неэквивалентным положениям, причем
Н2О1 существенно отличается от H20II , H20III . Энергетическое состояние
H20 I1 незначительно отличается от H20II1 (0,5 о/о).
Полоса 3515 см-1 в спектре Mn2Zn(P04)2·4H20 может свидетель
ствовать о присутствии ОН-групп, участвующих в слабой водородной
связи [3, 4]. Относительно высокое значение частоты 3515 см-1 , отве
чающее валентным колебаниям ОН-групп, и удаление двух молекул
воды при сравнительно низкой температуре (120-1550), как свидетель-
1250 УКРАИНСКИй ХИМИЧЕСКИй ЖУРНАЛ, 1983, Т. 49, Х2 12.
4
! I I
БОа 500У, ем'/
~t
, , I '(1'
1300 1/00 900 7002600 \170030003800
ИК-спсктры поглощепия исходиого l\'\n2Zn(P04)2·4H20 (1) и продуктов его дегпдрата
ции, полученных пр" температуре: 2-155, 3-310, 4-700, 5-900, 6-960 о.
Таблица
Максимумы полос ПОГJlощения (CM-1) в спектрах продуктов термической дегидратации
Термообработанный при
Исходный
образец
240 о 310 о 700 о 900 о 960·
Отнесение час
тот [10]
3440 Ш! 3440 сл 3620 о. сл.
3260 с 3350 о. сл.
1650 сл 1630 СЛ 1650 о. сл, 1620 о. сл. 1620 о. СЛ.
1105 с
3515 пл
3330 с
3180 пл
1650 ср
1105 с
1090 с 1090 с 1090 с
"VOH
1085 с
730 ср
1025 с
950 с
635
565
505
I
j'
1040 С
965 с
815 С
735 ср
605 с
980 с
735 сл
635 с
615 С
600 е
555 С
450 ср
980 С
735 сл
650 сл
600 с
555 С
450 ер
980 с
735 ел
650 сл
600 С
555 е
440 ер
1030 е
965 С
625 С
580 е
565 с
545 е
450 сл
425
"VMnO, "Vzn-o
При м е ч а н и е. Интенсивность полос: с-сИльная; ер-средняя; е.'!-слабая; ПЛ-плечо
на склоне полосы поглощения.
УI\РАИНСКИй ХИМИЧЕСКИй ЖУРНАЛ. 1983, Т. 49, W, 12 2* 1251
85
270
420
3515
3330
3180
Таблица 2
Характеристика водородных связей
в кристаллогидрате МП2ZП(РО4)2 ·4Н2О
ствуют данные ДТА [5], дают основание считать, что молекулы воды
находятся во внешней координационной сфере, образуя с двумя други
ми, более прочно связанными молекулами воды, слабые межмолекуляр
ные водородные связи. При нагревании исходного Mn2Zn(РО4) 2·4Н2О
эти две молекулы воды удаляются в первую очередь. Остальным двум
молекулам Н2О, координированнымкатионами цинка, в спектре исход
ного МП2Zn(РО4)2-4Н20 отвечают более низкие частоты поглощения
ОН-групп (3380-3180 смг") (рисунок, кривая 1). Удаление H 20 II ,
H20 II I , по данным ДТА, происходит при температуре 245-2650. Оценка
энергии водородной связи, рассчитанной по [6], представлена в табл. 2.
В кристаллогидратах средних
фосфатов некоторых металлов (ни
келя, кобальта) образуются силь
ные внутримолекулярные водород-
I
Э Н вые связи [7, 8], поэтому при дегидра-
VOI-l' ем- 1 /!,.\'ОН' CM- 1 ... нергия -СВЯ·
ЗИ, икал/моль тации указанных фосфатов происхо-
--------------- дит образование пиро-, триполи- И
более высококонденсированныхфос
фатных анионов. При сопоставлении
глубины разрушения гидратов
ортофосфатов марганца, кобальта,
никеля, меди и цинка в работе [8]
было установлено, что, когда значение наиболее прочной водородной
связи, реализуемой в гидрате, не выходит за пределы 8-9 ккал/моль,
полимеризация не отмечается. Повышение энергии водородной связи
приводит К полимеризации фосфатного аниона, что наблюдается при
дегидратации NiЗ(РО4)2-8Н20, СОз(РО4)2·8Н20, СUз(РО4)2·2,5Н20,
МПз(РО4)2-3Н2О. Величина максимальной энергии водородной связи
в этих фосфатах составляет 10,9; 10,8; 11,3 и 11,0 ккал/моль соответ
ственно.
При обезвоживании орторомбического zпз (РО4) 2 -4Н2О (с-гопеи
та) конденсированные формы фосфатного аниона не обнаруживаются.
Очевидно, это вызвано отсутствием сильных внутримолекулярных
водородных связей (Е=8,5 икал/моль [8,9]), что является
следствием положения воды в кристаллической решетке исходного
гидрата.
Мп2Zп (РО4)2-4Н20 имеет, согласно рентгенографическому иссле
дованию, структуру орторомбического гопеита и при его обезвожива
нии конденсированных форм фосфатного аниона не обнаруживается.
Это, по-видимому, также можно объяснить отсутствием сильных внутри
молекулярных связей; энергия максимально нагруженной водородной
связи равна 9,0 ккал/моль (табл. 2) ~
На первой стадии дегидратации, в соответствии с результатами
термографического и рентгенофазового анализов, Mn2Zn (РО4)2· 4Н2О
теряет две молекулы воды и превращается в МП2ZП(РО4)2-2Н20. В ИК
спектре этого образца наблюдаются соответствующие изменения (ри
сунок, кривая 2). Интенсивность полосы поглощения в области валент
ных колебаний ОН-групп уменьшается, а сама полоса становится менее
широкой. Изменяется контур полосы в области деформационных коле
баний Н2О. Происходит уширение спектра в области колебаний иона
РО4З- (полоса 1105 см:'}.
Вторая стадия дегидратации приводит к еще более значительному
изменению спектров поглощения. Интенсивность полос поглощения,
принадлежащих колебаниям гидроксильных групп, значительно умень
шается. Наблюдается дополнительное расщепление полос поглощения
в области характеристических колебаний иона РО4З-. Можно предпо
ложить, что при удалении двух последних (более прочно связанных)
молекул воды из исходного фосфата возмущение РО43- возрастает.
Спектры образцов, полученных при 310, 700, 9000, в области колебаний
РО4?- аналогичны. Наличие слабых полос в участке валентных и де
формационных колебаний ОН-групп и Н2О (рисунок, кривые 3-5)
1252 УКРАИНС1(Ий ХИМИЧЕСКИй ЖУРНАЛ, 1983. т. 49, Н! 12
можно объяснить сорбцией некоторого количества воды при приготов
лении образца.
Величина расщепления полос валентных колебаний РО4З- 900
1200 см-1 увеличивается с ростом напряженности электростатического
поля, создаваемого катионами. С повышением температуры обработки
образца величина расщепления полос в области 1200 см-1 (рисунок,
кривая 5) заметно увеличивается. Поэтому можно заключить, что уда
ление воды приводит К усилению взаимодействия катион - анион в ис
следуемом соединении. Уменьшение числа полос, как известно [1О] ,
свидетельствует о повышении симметрии РО4З-.
В соответствии с данными рентгенофазового анализа образцы, тер
мообработанные при 310, 700, 9000, относятся к низкотемпературной
модификации '\'-Zпз (РО4) 2. В спектре образца, полученного при 9600,
в области 1200-900 см-1 наблюдается уменьшение полос поглощения,
таким образом, процесс полиморфного превращения МП2ZП(РО4) 2 из
низкотемпературной модификации в высокотемпературную также от
ражается на ИI(-спектрах. в результате полиморфного провращения
происходит перестройка кристаллической структуры, приводящая к
дальнейшему уменьшению искажения тетраэдра РО4З- и увеличению
симметрии (рисунок, кривая б).
На основании данных, полученных при использовании ИК-спектро.
скопии, схему термической дегидратации можно представить следую
щим образом:
1550 2650 310, 700,9000
Мл2Zп (PO~')2· 4Н2О-~Мп2Zп (РО4)2 •2Н2О-~ Мп2Zл (PO~J2 7
-2Н2О -2Н2О ниэкотемпературна я
модификация, V
9600
-+ Мл2Zп (РО4 )2 -~ Мп2Zп (РО4) 2
низкотемпературная высокотемпературная
модификация, 'V модификация, (3
1. Марконский л. Н., ПекерАtан Ф. М., Пезошина л. Н. ЛЮМИIIОфОРЫ.- М.; Л.: Хи
мия, 1968.-240 с.
2. Мамедов Х. С., Гамидов Р. С., Белов и. В. Кристаллическая структура топеига
Zпз(РО4)2·4I-I2О.- Кристаллография, 1963,32, N!! 11, с. 114-117.
з. Юхневич Г. В. Успехи в применснии ИК-спектроскопии для характеристики OI-I
СВЯЗИ.- Успехи химии, 1963, 32, N!2 11, С. 1397.
4. Corbridge D. Е. С., Lave Е. J. The infrared эресага of some inorganic рповрпогпв
согпроцпёв.с-J. Спсгп., Soc., 1954, N 2, р. 493.
5. Трапеэникова л. В., Шееров Л, 11. Синтез JI термические свойства двойного мар
ганец-цинк ортофосфата.- В КИ.: Повышение урожайности и качества продукции
сельскохозяйственных КуЛЬтур.- Научные труды УСХА. Киев, 1981, с. 166.
6. Соколов Н. Д. Водородная связь.- Успехи физ. наук, 1955, 57, Ng 1, с. 205.
7. Исследование термической дегидратации СОз(РО4)2· 8Н2О методом инфракрасной
спектроскопии I Л. Н. Щегров, В. В. Печковский, Р. Я. Мельникова, С. с. Гусев.
Жури. физ. химии, 1970, 44, Ng 1, с. 64.
8. Щегров Л. Н. О закономерностях обезвоживания кристаллогидратов па примере
трсхзамещенных ортофосфатов двухвалентных металлов.- Жури. неорган. химии,
1975, 20, N2 4, с. 1002-1003.
9. Макатун В. Н., Щегров л. Н. Состояние воды в неорганичсских крисгаллогидра-
тах и особенности реакций их дегидратации.- Успехи химии, 1972, 61, .N'211,
с. 1954.
10. Герцберг г. Колебательные и вращательные спектры многоатомных молекул.
М. : Изд-во иностр, лит., 1949.-647 с.
Украинская сельскохозяйственная академия,
Киев
УКРАИНСКИй ХИМИЧЕСКИй ЖУРНАЛ, 1983, т. 49, X~ 12
Поступила 09.02.83
1253
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-183137 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 0041–6045 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T15:46:46Z |
| publishDate | 1983 |
| publisher | Інститут загальної та неорганічної хімії ім. В.І. Вернадського НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Трапезникова, Л.В. Лантух, Г.В. 2022-02-03T18:09:43Z 2022-02-03T18:09:43Z 1983 Исследование термической дегидратации Мn₂Zn (РО₄)₂•4H₂O методом ИК -спектроскопии / Л.В. Трапезникова, Г.В. Лантух // Украинский химический журнал. — 1983. — Т. 49, № 12. — С. 1250-1253. — Бібліогр.: 10 назв. — рос. 0041–6045 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/183137 66.09З.6:541.44 Двойные фосфаты, как известно, применяются в качестве люминофоров. Хорошо известны люминофоры с красным свечением на основе ортофосфата цинка (активатор марганец). Поскольку люминесцентные свойства различных фаз фосфата часто резко отличаются, то характеристика фазового состава основы люминофора при различных температурах имеет большое значение. В этой связи представляет интерес исследование ИК-спектров Мn₂Zn (РО₄)₂•4H₂O. Данные ИК..спектроскопии об указанном фосфате в литературе отсутствуют. ru Інститут загальної та неорганічної хімії ім. В.І. Вернадського НАН України Украинский химический журнал Неорганическая и физическая химия Исследование термической дегидратации Мn₂Zn (РО₄)₂•4H₂O методом ИК -спектроскопии A Study of Thermal Мn₂Zn (РО₄)₂•4H₂O Dehydration by IR Spectroscopy Article published earlier |
| spellingShingle | Исследование термической дегидратации Мn₂Zn (РО₄)₂•4H₂O методом ИК -спектроскопии Трапезникова, Л.В. Лантух, Г.В. Неорганическая и физическая химия |
| title | Исследование термической дегидратации Мn₂Zn (РО₄)₂•4H₂O методом ИК -спектроскопии |
| title_alt | A Study of Thermal Мn₂Zn (РО₄)₂•4H₂O Dehydration by IR Spectroscopy |
| title_full | Исследование термической дегидратации Мn₂Zn (РО₄)₂•4H₂O методом ИК -спектроскопии |
| title_fullStr | Исследование термической дегидратации Мn₂Zn (РО₄)₂•4H₂O методом ИК -спектроскопии |
| title_full_unstemmed | Исследование термической дегидратации Мn₂Zn (РО₄)₂•4H₂O методом ИК -спектроскопии |
| title_short | Исследование термической дегидратации Мn₂Zn (РО₄)₂•4H₂O методом ИК -спектроскопии |
| title_sort | исследование термической дегидратации мn₂zn (ро₄)₂•4h₂o методом ик -спектроскопии |
| topic | Неорганическая и физическая химия |
| topic_facet | Неорганическая и физическая химия |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/183137 |
| work_keys_str_mv | AT trapeznikovalv issledovanietermičeskoidegidrataciimn2znro424h2ometodomikspektroskopii AT lantuhgv issledovanietermičeskoidegidrataciimn2znro424h2ometodomikspektroskopii AT trapeznikovalv astudyofthermalmn2znro424h2odehydrationbyirspectroscopy AT lantuhgv astudyofthermalmn2znro424h2odehydrationbyirspectroscopy |