Подвійний монодифосфат аквоамінокадмієво-нікелю (ІІ) та його термічні перетворення

Вивчено властивостi подвiйного монодифосфату аквоамiнокадмiєво-нiкелю (II). Дослiджено продукти нагрiвання, що отриманi в динамiчному режимi нагрiву, зразка Cd2,5Ni2,5(PO4)1,67(P2O7)1,25 · 4,4NH3 · 9,0H2O за допомогою хiмiчних методiв, IЧ спектроскопiї, рентгенофазового аналiзу та паперової хроматог...

Повний опис

Збережено в:
Бібліографічні деталі
Дата:2009
Автори: Савченко, Д.А., Копілевич, В.А., Войтенко, Л.В.
Формат: Стаття
Мова:Ukrainian
Опубліковано: Видавничий дім "Академперіодика" НАН України 2009
Теми:
Онлайн доступ:https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/7921
Теги: Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:Подвійний монодифосфат аквоамінокадмієво-нікелю (ІІ) та його термічні перетворення / Д.А. Савченко, В.А. Копiлевич, Л.В. Войтенко // Доп. НАН України. — 2009. — № 2. — С. 143-147. — Бібліогр.: 9 назв. — укр.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
id nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-7921
record_format dspace
spelling Савченко, Д.А.
Копілевич, В.А.
Войтенко, Л.В.
2010-04-22T13:40:36Z
2010-04-22T13:40:36Z
2009
Подвійний монодифосфат аквоамінокадмієво-нікелю (ІІ) та його термічні перетворення / Д.А. Савченко, В.А. Копiлевич, Л.В. Войтенко // Доп. НАН України. — 2009. — № 2. — С. 143-147. — Бібліогр.: 9 назв. — укр.
1025-6415
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/7921
541.486,546.185,546.47/.49,546.743;543.226
Вивчено властивостi подвiйного монодифосфату аквоамiнокадмiєво-нiкелю (II). Дослiджено продукти нагрiвання, що отриманi в динамiчному режимi нагрiву, зразка Cd2,5Ni2,5(PO4)1,67(P2O7)1,25 · 4,4NH3 · 9,0H2O за допомогою хiмiчних методiв, IЧ спектроскопiї, рентгенофазового аналiзу та паперової хроматографiї.
The properties of double aqua ammine cadmium-nickel(II) ortho-diphosphate with a specified ratio of cations and anions are studied. The products obtained during heating under dynamical conditions of the sample of Cd2.5Ni2.5(PO4)1.67(P2O7)1.25 ·4.4NH3 ·9.0H2O are analyzed by chemical analysis, IR spectroscopy, X-ray phase analysis, and paper chromatography.
uk
Видавничий дім "Академперіодика" НАН України
Хімія
Подвійний монодифосфат аквоамінокадмієво-нікелю (ІІ) та його термічні перетворення
Double aqua ammine Cd-Ni(II) orthodiphosphate and its thermal transformations
Article
published earlier
institution Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection DSpace DC
title Подвійний монодифосфат аквоамінокадмієво-нікелю (ІІ) та його термічні перетворення
spellingShingle Подвійний монодифосфат аквоамінокадмієво-нікелю (ІІ) та його термічні перетворення
Савченко, Д.А.
Копілевич, В.А.
Войтенко, Л.В.
Хімія
title_short Подвійний монодифосфат аквоамінокадмієво-нікелю (ІІ) та його термічні перетворення
title_full Подвійний монодифосфат аквоамінокадмієво-нікелю (ІІ) та його термічні перетворення
title_fullStr Подвійний монодифосфат аквоамінокадмієво-нікелю (ІІ) та його термічні перетворення
title_full_unstemmed Подвійний монодифосфат аквоамінокадмієво-нікелю (ІІ) та його термічні перетворення
title_sort подвійний монодифосфат аквоамінокадмієво-нікелю (іі) та його термічні перетворення
author Савченко, Д.А.
Копілевич, В.А.
Войтенко, Л.В.
author_facet Савченко, Д.А.
Копілевич, В.А.
Войтенко, Л.В.
topic Хімія
topic_facet Хімія
publishDate 2009
language Ukrainian
publisher Видавничий дім "Академперіодика" НАН України
format Article
title_alt Double aqua ammine Cd-Ni(II) orthodiphosphate and its thermal transformations
description Вивчено властивостi подвiйного монодифосфату аквоамiнокадмiєво-нiкелю (II). Дослiджено продукти нагрiвання, що отриманi в динамiчному режимi нагрiву, зразка Cd2,5Ni2,5(PO4)1,67(P2O7)1,25 · 4,4NH3 · 9,0H2O за допомогою хiмiчних методiв, IЧ спектроскопiї, рентгенофазового аналiзу та паперової хроматографiї. The properties of double aqua ammine cadmium-nickel(II) ortho-diphosphate with a specified ratio of cations and anions are studied. The products obtained during heating under dynamical conditions of the sample of Cd2.5Ni2.5(PO4)1.67(P2O7)1.25 ·4.4NH3 ·9.0H2O are analyzed by chemical analysis, IR spectroscopy, X-ray phase analysis, and paper chromatography.
issn 1025-6415
url https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/7921
citation_txt Подвійний монодифосфат аквоамінокадмієво-нікелю (ІІ) та його термічні перетворення / Д.А. Савченко, В.А. Копiлевич, Л.В. Войтенко // Доп. НАН України. — 2009. — № 2. — С. 143-147. — Бібліогр.: 9 назв. — укр.
work_keys_str_mv AT savčenkoda podvíiniimonodifosfatakvoamínokadmíêvoníkelûíítaiogotermíčníperetvorennâ
AT kopílevičva podvíiniimonodifosfatakvoamínokadmíêvoníkelûíítaiogotermíčníperetvorennâ
AT voitenkolv podvíiniimonodifosfatakvoamínokadmíêvoníkelûíítaiogotermíčníperetvorennâ
AT savčenkoda doubleaquaamminecdniiiorthodiphosphateanditsthermaltransformations
AT kopílevičva doubleaquaamminecdniiiorthodiphosphateanditsthermaltransformations
AT voitenkolv doubleaquaamminecdniiiorthodiphosphateanditsthermaltransformations
first_indexed 2025-11-24T05:51:20Z
last_indexed 2025-11-24T05:51:20Z
_version_ 1850842884878630912
fulltext УДК 541.486,546.185,546.47/.49,546.743;543.226 © 2009 Д.А. Савченко, В.А. Копiлевич, Л.В. Войтенко Подвiйний монодифосфат аквоамiнокадмiєво-нiкелю (II) та його термiчнi перетворення (Представлено членом-кореспондентом НАН України М.С. Слободяником) Вивчено властивостi подвiйного монодифосфату аквоамiнокадмiєво-нiкелю (II). До- слiджено продукти нагрiвання, що отриманi в динамiчному режимi нагрiву, зразка Cd2,5Ni2,5(PO4)1,67(P2O7)1,25 ·4,4NH3 ·9,0H2O за допомогою хiмiчних методiв, IЧ спект- роскопiї, рентгенофазового аналiзу та паперової хроматографiї. Фосфати двовалентних металiв широко застосовуються як матерiали сучасної технiки [1]. Вiдомо, що фосфати кадмiю CdHPO4, Cd3(PO4)2, Cd2P2O7, Cd(PO3)2 та фосфати нiке- лю NiLiPO4, Ni2Ba(PO4)2, NiKPO4 використовують для отримання люмiнофорiв, спецi- ального скла, магнетоелектрикiв, антиферомагнетикiв [1–6], їх ефективнiсть часто зумов- лена складом та термiчною стабiльнiстю сполук. Oсобливий iнтерес при цьому представ- ляють гетерометальнi (I. Brown, F. Hummel, 1964) i змiшаноанiоннi фосфати кристалi- чної та аморфної будов, для яких можна передбачати бiльш широкий спектр корисних властивостей. Одним з найбiльш доступних способiв отримання гетерометальних фосфатiв є видiлен- ня їх iз амiачного розчину у виглядi твердих аквоамiнофосфатних комплексних солей [5]. Подвiйний монодифосфат аквоамiнокадмiєво-нiкелю (II) складу Cd5−xNix(PO4)y(P2O7)z × ×n(NH3)·m(H2O) синтезували, згiдно з методикою [5], за якою сполуки Cd3(PO4)2 ·5H2O [2] та Ni2P2O7 · 5H2O [6] (змiшанi вiдповiдно до заданого мольного спiввiдношення CdO : NiO) розчиняли у 23–25% водному розчинi амiаку, який брали з розрахунку 110–120% стехiомет- рично необхiдної кiлькостi для утворення iонiв [Me(NH3)4] 2+. Далi до амiачного розчину сумiшi фосфатiв додавали ацетон, його об’єм був у 3–5 разiв бiльшим за об’єм амiачно- го розчину. Утворену маслянисту донну фазу блакитного кольору вiддiляли вiд маточно- го розчину та витримували на повiтрi при 288–298 К до повного твердiння та постiйної маси. Вмiст кадмiю визначали трилонометрично з iндикатором ерiохромом чорним Т (Р. Пршибил, 1960), нiкелю — ваговим методом з диметилглiоксимом (В. Пешкова, В. Са- востина, 1966), P2O5 — гравiметрично [7], амiаку — методом вiдгонки [7], води — за рiзницею мiж втратою маси при прожарюваннi продукту протягом двох годин при 1025 К та вмiстом амiаку. Термiчнi перетворення речовин вивчали методом термогравiметрiї з використан- ням дериватографа Q-1500D. Зразок нагрiвали на повiтрi в платиновому конiчному тиглi з кришкою до моменту припинення втрати маси в iнтервалi 293–1073 K; наважка сполуки становила 0,500 г. Кiнцевi й всi промiжнi продукти отримано при швидкостi нагрiвання зразкiв 5 град · хв−1. Анiонний склад продуктiв синтезу та продуктiв термолiзу встановили методом кiлькiсної паперової хроматографiї [8]. IЧ-спектри записували спектрофотометром Specord 75-IR. Зразки для зйомки готували у виглядi таблеток, спресованих з KBr, де ма- сова концентрацiя дослiджуваної речовини дорiвнювала 0,2–0,3%. Рентгенофазовий аналiз ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2009, №2 143 виконували за допомогою дифрактометра ДРОН-УМ1, використовуючи монохроматичне CuKα-випромiнювання. Монохроматором слугував монокристал графiту, встановлений на дифрагованому пучку. Параметри комiрки кристалiчної решiтки розраховували за мето- дикою статтi [9]. За результатами рентгенофазового аналiзу, всi синтезованi за таких умов сполуки виявилися рентгеноаморфними. Хiмiчний склад отриманих зразкiв подвiйного монодифосфату аквоамiнокадмiєво-нi- келю (II) наведено в табл. 1. На спектрах усiх синтезованих фосфатiв у дiапазо- нi 2620 . . . 3650 см−1 маємо сильну широку смугу, що вiдноситься до валентних коливань молекул води й амiаку. При 1595 . . . 1605 см−1 спостерiгаються валентнi коливання H2O й деформацiйнi NH3, якi накладаються одне на одний. Для координованих молекул амiаку характерно утворення водневих зв’язкiв з iншими молекулами або iонами, що супрово- джується значним зниженням частоти їх валентних коливань та є причиною розширен- ня смуг цих коливань. Тому деформацiйнi симетричнi коливання NH3 знаходяться в ме- жах 1460 . . . 1220 см−1 i за цiєю смугою однозначно iдентифiковано присутнiсть молекул амiаку в сполуцi. В усiх IЧ-спектрах маємо смуги, що вiдносяться до симетричних й аси- метричних коливань P−O−P й O−P−O, однозначно про наявнiсть дифосфатної групи свiдчить смуга з частотою 725 . . . 705 см−1. Для детального вивчення закономiрностей термолiзу нами вiдiбрано зразок брутто-фор- мули Cd2,5Ni2,5(PO4)1,67(P2O7)1,25 · 4,4NH3 · 9,0H2O. За даними термiчного аналiзу, процес термолiзу синтезованої речовини розпочинається при 330 К i супроводжується (див. кри- ву ДТА, рис. 1) ендотермiчними ефектами з мiнiмумами при 405, 553, 673 i 728 К. При 768 К спостерiгається максимум першого екзотермiчного ефекту, який накладається на ен- дотермiчний, про що, зокрема, свiдчить стрибок втрати маси зразка на кривих ДТГ i ТГ. Крiм цього спостерiгаються ще два екзотермiчних ефекти з максимумами при 903 i 1013 К вiдповiдно. Згiдно з даними кiлькiсної паперової хроматографiї (табл. 2), при змiнi елементно- го та хiмiчного складiв Cd2,5Ni2,5(PO4)1,67(P2O7)1,25 · 4,4NH3 · 9,0H2O в режимi нагрi- вання процес деструкцiї iонiв P2O 4− 7 починається приблизно вiд 368 К i з пiдвищенням температури значно поглиблюється; при 453 К iнтенсивнiсть гiдролiзу — максимальна, що виявляється досить iнтенсивними ендоефектами, показаними на кривих ДТА й ДТГ на рис. 1. Таблиця 1 Мольне спiввiдношення CdO : NiO у вихiднiй сумiшi Компонентний склад, за масою Склад продуктiв синтезу та їх вiдповiднiсть вихiднiй сумiшi речовин CdO NiO P2O5 ∗ PO3− 4 | P2O 4− 7 NH3 H2O 1,0 : 1,0 30,83 18,23 28,39 42,18 | 57,82 7,19 15,42 Cd2,5Ni2,5(PO4)1,67(P2O7)1,25 · 4,4NH3 · 9,0H2O 1,5 : 1,0 37,42 14,41 27,40 51,34 | 49,66 5,50 15,29 Cd3,0Ni2,0(PO4)2,0(P2O7)1,0 · 3,4NH3 · 8,8H2O 1,0 : 1,5 25,33 22,42 30,43 31,61 | 68,39 9,44 12,64 Cd2,0Ni3,0(PO4)1,33(P2O7)1,5 · 5,6NH3 · 7,1H2O 4,0 : 1,0 48,56 7,00 25,56 70,48 | 29,52 4,78 14,33 Cd4,0Ni1,0(PO4)2,67(P2O7)0,5 · 3,0NH3 · 8,4H2O ∗Над рискою P2O5; пiд рискою — розподiл P2O5, % (вiдн.) для PO3− 4 й P2O 4− 7 . 144 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2009, №2 Рис. 1. Термогравiметричнi кривi нагрiвання Cd2,5Ni2,5(PO4)1,67(P2O7)1,25 · 4,4NH3 · 9,0H2O (точки вiдбору проб для дослiджень — крива ДТА): 1 — змiна маси (m) зразка (крива ТГ); 2 — втрата NH3, моль; 3 — втрата H2O, моль На першому етапi термолiзу сполука втрачає близько 70% води i 40% амiаку. Даний етап термолiзу можна навести таким чином: [Cd2,5Ni2,5(PO4)1,67(P2O7)1,25(NH3)4,4(H2O)9,0] 456 K −−−→ −−−→ 6,0H2O + 1,9NH3 + [Cd2,5Ni2,5(PO4)2,28(P2O7)0,94(NH3)2,5(H2O)3,0]. Таблиця 2 Температура отримання зразка, K Брутто-формула зразкiв Розподiл P2O5, % (вiдн.) Видалено H2O й NH3 з вихiдної сполуки, моль PO3− 4 P2O 4− 7 NH3 H2O Вихiдний 2,5CdO · 2,5NiO · 2P2O5 · 4,4NH3 · 9,0H2O 42,18 57,82 0 0 456 2,5CdO · 2,5NiO · 2P2O5 · 2,5NH3 · 3,0H2O 56,54 43,46 1,9 6,0 605 2,5CdO · 2,5NiO · 2P2O5 · 1,9NH3 · 1,8H2O 68,18 31,82 2,5 7,2 753 2,5CdO · 2,5NiO · 2P2O5 · 1,1NH3 · 0,5H2O 77,64 22,36 3,3 8,5 779 2,5CdO · 2,5NiO · 2P2O5 · 0,5NH3 · 0,2H2O 72,45 27,55 3,9 8,8 919 2,5CdO · 2,5NiO · 2P2O5 · 0,4NH3 63,74 36,26 4,0 9,0 1112 2,5CdO · 2,5NiO · 2P2O5 47,38 52,62 4,4 9,0 ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2009, №2 145 При зростаннi температури до 605 К зразок втрачає ще 0,6 моль NH3 та 1,2 моль H2O, а вiдносний вмiст P2O5 у моноформi пiдвищується до 68,18%: [Cd2,5Ni2,5(PO4)2,28(P2O7)0,94(NH3)2,5(H2O)3,0] 605 K −−−→ −−−→ 1,2H2O + 0,6NH3 + [Cd2,5Ni2,5(PO4)2,9(P2O7)0,62(NH3)1,9(H2O)1,8]. У зразку, вiдiбраному при 753 К, втрати амiаку й води збiльшилися ще на 0,8 й 1,3 моль вiдповiдно, а вiдносний вмiст P2O5 у формi PO3− 4 пiдвищився до 76,25% i досягнув макси- мальної величини: [Cd2,5Ni2,5(PO4)2,58(P2O7)0,59(NH3)1,87(H2O)1,77] 753 K −−−→ −−−→ 1,27H2O + 0,72NH3 + [Cd2,5Ni2,5(PO4)3,1(P2O7)0,5 · 1,1NH3 · 0,5H2O]. Встановлено, що при 779 К вiдносний вмiст P2O5 у складi PO3− 4 знижується до 72,45%, це вказує на початок деструкцiї дифосфатного iона. Механiзм деструкцiї дифосфатно- го анiона та подальшого утворення монофосфатного схематично можна зобразити таким чином: [O3P−O−PO3] 4− + H2O −−−→ 2HPO2− 4 . При подальшому пiдвищеннi температури до 779 К на кривiй ДТА (див. рис. 1) фiксу- ється екзотермiчний ефект, який викликаний початком конденсацiї монофосфат-iонiв до дифосфатних, що супроводжується пiдвищенням вiдносного вмiсту P2O 4− 7 : 2HPO2− 4 753–779 K −−−−−−→ P2O 4− 7 + H2O. Етап термолiзу наведемо схемою: [Cd2,5Ni2,5(PO4)3,1(P2O7)0,5 · 1,1NH3 · 0,5H2O] 753–779 K −−−−−−→ −−−→ 0,3H2O + 0,6NH3 + [Cd2,5Ni2,5(PO4)2,90(P2O7)0,62(NH3)0,5(H2O)0,2]. В iнтервалi температур вiд 779 до 919 К сполука втрачає всю воду i залишається лише незначна кiлькiсть амiаку. При цьому вмiст моно- та диформи становить приблизно 65 та 35% вiдповiдно: [Cd2,5Ni2,5(PO4)2,90(P2O7)0,62(NH3)0,5(H2O)0,2] 779–919 K −−−−−−→ −−−→ 0,2H2O + 0,1NH3 + [Cd2,5Ni2,5(PO4)2,7(P2O7)0,73(NH3)0,4]. Подальше нагрiвання зразка до 1112 К призводить до видалення залишку амiаку. Згiдно з результатами рентгенофазового аналiзу продуктiв термолiзу, при 753 К по- чинає утворюватись кристалiчна фаза, формування якої завершується при температурi понад 1100 К. При цьому всi кiнцевi продукти (моноклiнна сингонiя) термолiзу зразкiв (див. табл. 1) подвiйного монодифосфату аквоамiнокадмiєво-нiкелю (II) є кристалiчними та iзоструктурними мiж собою. Кристалографiчнi характеристики продуктiв термолiзу де- монструє табл. 3. 146 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2009, №2 Таблиця 3 Сполука Параметри елементарної решiтки Об’єм решiтки, нм3 a, нм b, нм c, нм γ, град Cd2,5Ni2,5(PO4)1,67(P2O7)1,25 0,8342 1,4263 0,8771 110,50 0,9759 Cd3,0Ni2,0(PO4)2,00(P2O7)1,00 0,8331 1,4235 0,8816 110,55 0,9790 Cd2,0Ni3,0(PO4)1,33(P2O7)1,50 0,8340 1,4209 0,8757 110,42 0,9725 Cd4,0Ni1,0(PO4)2,67(P2O7)0,50 0,5771 0,5953 1,9084 110,78 0,6129 Таким чином, на пiдставi виконаних дослiджень нами встановлено, що кiнцевi продукти термолiзу аморфних монодифосфатiв аквоамiнокадмiєво-нiкелю (II) вiдносяться до твердих розчинiв з обмеженим дiапазоном спiввiдношення мiж кадмiєм i нiкелем (II) та вiдповiдно мiж монофосфатним i дифосфатним анiонами. 1. Неорганические фосфатные материалы / Под. ред. Т. Каназава. – Киев: Наук. думка, 1998. – 298 с. 2. Абарбарчук Л.М. Синтез i термiчнi перетворення фосфатiв стронцiю та кадмiю : Автореф. дис. . . . канд. хiм. наук: 02.00.01 / Київ. Нац. ун-т iм. Тараса Шевченка. – Київ, 2004. – 18 с. 3. Лютин В.И., Тутов А. Г., Илюхин В.В., Белов Н.В. Кристаллическая структура антиферромагнит- ного К-, Ni-фосфата KNiPO4 // Докл. АН. – 1973. – 208, № 2. – С. 346–349. 4. Hogarth C.A., Basha M. J. Electrical conduction in cobalt-phosphate glasses // J. Phys. D. – 1983. – 16, № M5. – P. 869–878. 5. Жиляк I.Д. Аквоамiнодифосфати Co 2+, Ni 2+, Cu 2+, Zn 2+ та Cd 2+: Автореф. дис. . . . канд. хiм. наук: 02.00.01 / Київ. Нац. ун-т iм. Тараса Шевченка. – Київ, 2006. – 18 с. 6. Декларац. пат. № 6383. – Україна, МПК С01В 25/26. Кристалiчний гiдратований амiачний пiрофо- сфат нiкелю / В. А. Копiлевич, I.Д. Жиляк, Л.В. Войтенко. – № 20040705483. – Заяв. 07.07.2004. – Опубл. 15.08.2005. – Бюл. № 5. 7. ГОСТ 20851.1-75 (СТ СЭВ 2531-80, СТ СЭВ 2532-80, СТ СЭВ 3369-81); ГОСТ 20851.2-75 – 20851.4-75. Удобрения минеральные. Методы анализа. – Введ. 01.01.76. – Москва: Изд-во стандартов, 1983. – 75 с. 8. Щегров Л.Н. Фосфаты двухвалентных металлов. – Киев: Наук. думка, 1987. – 216 с. 9. Karpets M.V., Milman Yu.V., Barabash O.M. et al. The influence of Zr alloying on the structure and properties of Al3Ti // Intermetallics. – 2003. – No 11. – P. 241–249. Надiйшло до редакцiї 01.07.2008Нацiональний аграрний унiверситет, Київ D.A. Savchenko, V. A. Kopilevich, L.V. Voitenko Double aqua ammine Cd-Ni(II) orthodiphosphate and its thermal transformations The properties of double aqua ammine cadmium-nickel(II) ortho-diphosphate with a specified ratio of cations and anions are studied. The products obtained during heating under dynamical conditions of the sample of Cd2.5Ni2.5(PO4)1.67(P2O7)1.25 ·4.4NH3 ·9.0H2O are analyzed by chemical analysis, IR spectroscopy, X-ray phase analysis, and paper chromatography. ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2009, №2 147