Синтез та структура фосфатів лужних металів і галію
Проведено дослiдження процесiв утворення кристалiчних фаз у розплавлених оксидних системах Me₂O−P₂O₅−Ga₂O₃ (Me — Li, Na, K). Зафiксовано утворення простих та подвiйних фосфатiв лужних металiв i галiю Ga(PO₃)₃, GaPO₄, MeGaP₂O₇ (Me — Li, Na, K). Для отриманих сполук було встановлено межi мольних спiв...
Gespeichert in:
| Veröffentlicht in: | Доповіді НАН України |
|---|---|
| Datum: | 2013 |
| Hauptverfasser: | , , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Ukrainian |
| Veröffentlicht: |
Видавничий дім "Академперіодика" НАН України
2013
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/86199 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Синтез та структура фосфатів лужних металів і галію / М.С. Слободяник, П.Г. Нагорний, Р.С. Бойко, О.М. Заславський // Доповiдi Нацiональної академiї наук України. — 2013. — № 10. — С. 141–146. — Бібліогр.: 8 назв. — укр. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-86199 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Слободяник, М.С. Нагорний, П.Г. Бойко, Р.С. Заславський, О.М. 2015-09-09T17:16:33Z 2015-09-09T17:16:33Z 2013 Синтез та структура фосфатів лужних металів і галію / М.С. Слободяник, П.Г. Нагорний, Р.С. Бойко, О.М. Заславський // Доповiдi Нацiональної академiї наук України. — 2013. — № 10. — С. 141–146. — Бібліогр.: 8 назв. — укр. 1025-6415 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/86199 546.185.31.683.07. Проведено дослiдження процесiв утворення кристалiчних фаз у розплавлених оксидних системах Me₂O−P₂O₅−Ga₂O₃ (Me — Li, Na, K). Зафiксовано утворення простих та подвiйних фосфатiв лужних металiв i галiю Ga(PO₃)₃, GaPO₄, MeGaP₂O₇ (Me — Li, Na, K). Для отриманих сполук було встановлено межi мольних спiввiдношень Me₂O/P₂O₅, концентрацiю оксиду галiю, а також температури кристалiзацiї iндивiдуальних речовин. Методами фiзико-хiмiчного аналiзу доведено їх склад, встановлено температури їх плавлення та фазових переходiв. Проведено исследование процессов образования кристаллических фаз в расплавленных оксидных системах Me₂O−P₂O₅−Ga₂O₃ (Me — Li, Na, K). Зафиксировано образование простых и двойных фосфатов щелочных металлов и галлия Ga(PO₃)₃, GaPO₄, MeGaP₂O₇ (Me — Li, Na, K). Для полученных соединений были определены области мольных соотношений Me₂O/P₂O₅, концентрация оксида галлия, а также температура кристаллизации индивидуальных веществ. Методами физико-химического анализа установлен их состав, температуры плавления и фазовых переходов. The study of the crystalline phase formation is carried out for molten oxide systems Me₂O−P₂O₅−Ga₂O₃ (Me = Li, Na, K). Crystallization of simple and double phosphates of alkali metals and gallium, GaPO₄ and MeGaP₂O₇ (Me = Li, Na, K), is observed. Ranges of Me₂O/P₂O₅ molar ratio, concentrations of gallium oxide, and the temperature of crystallization are determined for the compounds obtained. The chemical composition, temperatures of phase transitions, and melting points are studied by physical and chemical methods. uk Видавничий дім "Академперіодика" НАН України Доповіді НАН України Хімія Синтез та структура фосфатів лужних металів і галію Синтез и структура фосфатов щелочных металлов и галлия Synthesis and structure of alkali metals and gallium phosphates Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Синтез та структура фосфатів лужних металів і галію |
| spellingShingle |
Синтез та структура фосфатів лужних металів і галію Слободяник, М.С. Нагорний, П.Г. Бойко, Р.С. Заславський, О.М. Хімія |
| title_short |
Синтез та структура фосфатів лужних металів і галію |
| title_full |
Синтез та структура фосфатів лужних металів і галію |
| title_fullStr |
Синтез та структура фосфатів лужних металів і галію |
| title_full_unstemmed |
Синтез та структура фосфатів лужних металів і галію |
| title_sort |
синтез та структура фосфатів лужних металів і галію |
| author |
Слободяник, М.С. Нагорний, П.Г. Бойко, Р.С. Заславський, О.М. |
| author_facet |
Слободяник, М.С. Нагорний, П.Г. Бойко, Р.С. Заславський, О.М. |
| topic |
Хімія |
| topic_facet |
Хімія |
| publishDate |
2013 |
| language |
Ukrainian |
| container_title |
Доповіді НАН України |
| publisher |
Видавничий дім "Академперіодика" НАН України |
| format |
Article |
| title_alt |
Синтез и структура фосфатов щелочных металлов и галлия Synthesis and structure of alkali metals and gallium phosphates |
| description |
Проведено дослiдження процесiв утворення кристалiчних фаз у розплавлених оксидних
системах Me₂O−P₂O₅−Ga₂O₃ (Me — Li, Na, K). Зафiксовано утворення простих та подвiйних фосфатiв лужних металiв i галiю Ga(PO₃)₃, GaPO₄, MeGaP₂O₇ (Me — Li, Na, K). Для отриманих сполук було встановлено межi мольних спiввiдношень Me₂O/P₂O₅,
концентрацiю оксиду галiю, а також температури кристалiзацiї iндивiдуальних речовин. Методами фiзико-хiмiчного аналiзу доведено їх склад, встановлено температури їх плавлення та фазових переходiв.
Проведено исследование процессов образования кристаллических фаз в расплавленных оксидных системах Me₂O−P₂O₅−Ga₂O₃ (Me — Li, Na, K). Зафиксировано образование простых
и двойных фосфатов щелочных металлов и галлия Ga(PO₃)₃, GaPO₄, MeGaP₂O₇ (Me — Li, Na, K). Для полученных соединений были определены области мольных соотношений
Me₂O/P₂O₅, концентрация оксида галлия, а также температура кристаллизации индивидуальных веществ. Методами физико-химического анализа установлен их состав, температуры плавления и фазовых переходов.
The study of the crystalline phase formation is carried out for molten oxide systems
Me₂O−P₂O₅−Ga₂O₃ (Me = Li, Na, K). Crystallization of simple and double phosphates of alkali
metals and gallium, GaPO₄ and MeGaP₂O₇ (Me = Li, Na, K), is observed. Ranges of Me₂O/P₂O₅
molar ratio, concentrations of gallium oxide, and the temperature of crystallization are determined for the compounds obtained. The chemical composition, temperatures of phase transitions, and melting points are studied by physical and chemical methods.
|
| issn |
1025-6415 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/86199 |
| citation_txt |
Синтез та структура фосфатів лужних металів і галію / М.С. Слободяник, П.Г. Нагорний, Р.С. Бойко, О.М. Заславський // Доповiдi Нацiональної академiї наук України. — 2013. — № 10. — С. 141–146. — Бібліогр.: 8 назв. — укр. |
| work_keys_str_mv |
AT slobodânikms sinteztastrukturafosfatívlužnihmetalívígalíû AT nagorniipg sinteztastrukturafosfatívlužnihmetalívígalíû AT boikors sinteztastrukturafosfatívlužnihmetalívígalíû AT zaslavsʹkiiom sinteztastrukturafosfatívlužnihmetalívígalíû AT slobodânikms sintezistrukturafosfatovŝeločnyhmetallovigalliâ AT nagorniipg sintezistrukturafosfatovŝeločnyhmetallovigalliâ AT boikors sintezistrukturafosfatovŝeločnyhmetallovigalliâ AT zaslavsʹkiiom sintezistrukturafosfatovŝeločnyhmetallovigalliâ AT slobodânikms synthesisandstructureofalkalimetalsandgalliumphosphates AT nagorniipg synthesisandstructureofalkalimetalsandgalliumphosphates AT boikors synthesisandstructureofalkalimetalsandgalliumphosphates AT zaslavsʹkiiom synthesisandstructureofalkalimetalsandgalliumphosphates |
| first_indexed |
2025-11-26T00:08:11Z |
| last_indexed |
2025-11-26T00:08:11Z |
| _version_ |
1850591729266196480 |
| fulltext |
УДК 546.185.31.683.07.
Член-кореспондент НАН України М. С. Слободяник, П. Г. Нагорний,
Р.С. Бойко, О.М. Заславський
Синтез та структура фосфатiв лужних металiв i галiю
Проведено дослiдження процесiв утворення кристалiчних фаз у розплавлених оксидних
системах Me2O−P2O5−Ga2O3 (Me — Li, Na, K). Зафiксовано утворення простих та по-
двiйних фосфатiв лужних металiв i галiю Ga(PO3)3, GaPO4, MeGaP2O7 (Me — Li, Na,
K). Для отриманих сполук було встановлено межi мольних спiввiдношень Me2O/P2O5,
концентрацiю оксиду галiю, а також температури кристалiзацiї iндивiдуальних речо-
вин. Методами фiзико-хiмiчного аналiзу доведено їх склад, встановлено температури
їх плавлення та фазових переходiв.
Подвiйнi фосфати лужних та полiвалентних металiв мають ряд особливих нелiнiйно-оп-
тичних та електрофiзичних властивостей. Вони використовуються як у виглядi полiкрис-
талiчних керамiчних зразкiв, так i у виглядi монокристалiв [1]. Серед рiзноманiтних ме-
тодiв синтезу подвiйних фосфатiв одним з найпоширенiших є синтез iз розплавiв системи
Me2O−P2O5 (Me — Li, Na, K тощо) [2–4], який дає змогу шляхом варiювання умов синтезу
отримувати кристалiчнi зразки рiзного розмiру.
Мета даної роботи полягала у встановленнi можливостi й оптимальних умов синтезу
подвiйних дифосфатiв галiю, що утворюються при взаємодiї компонентiв у розплавах по-
трiйних систем Li(Na,K)2O−P2O5−Ga2O3, та дослiдженнi їх структури i полiморфiзму.
Вивчення розчинностi та взаємодiї оксиду галiю в фосфатних системах натрiю та ка-
лiю проводили iз застосуванням методу iзотермiчного насичення розплавiв з подальшим
повiльним охолодженням гомогенних розплавiв з обраною швидкiстю до певної температу-
ри. Для цього використовували розчини–розплави фосфатiв лужних металiв iз мольними
спiввiдношеннями оксидiв Me2O/P2O5 вiд 0,5 до 2,0. Системи нагрiвали в межах вiд 550
до 1000 ◦С.
Гомогеннi розплави поступово охолоджували (швидкiсть охолодження змiнювали за-
лежно вiд спiввiдношення компонентiв у системi та густини розчинiв–розплавiв), перiодично
перемiшуючи їх платиновими мiшалками. Отриманi кристалiчнi фази вiдмивали розчинами
мiнеральних кислот дистильованою водою, спиртом та сушили на повiтрi при кiмнатнiй
температурi. В подальшому їх дослiджували фiзико-хiмiчними методами аналiзу.
Склад отриманих сполук, а також вмiст тривалентних металiв у рiдких фазах визначали
елементним аналiзом. Вмiст оксиду галiю в склоподiбних та кристалiчних зразках визна-
чали об’ємним методом аналiзу [5]. Атомно-абсорбцiйний аналiз на вмiст натрiю й калiю
в подвiйних фосфатах проводили за допомогою спектрофотометра С-302. Вмiст фосфору
встановлювали за методикою [6].
Рентгенофазовий аналiз кристалiчних зразкiв проводили на дифрактометрi “Дрон-3.0”
(CuKα-випромiнювання, швидкiсть сканування — 1 град/хв). Параметри кристалiчної грат-
ки уточнювали за програмою “INDEX”. IЧ-спектри зразкiв знiмали на приладi UR-10 й
UR-20 (Carl Zeiss Iena) у таблетках з KBr в областi 400–1600 см−1. Диференцiально-термiчнi
дослiдження проводили на дериватографi Q-1500 “квазi” у температурному iнтервалi вiд 20
до 1000 ◦С у динамiчному режимi.
© М. С. Слободяник, П. Г. Нагорний, Р.С. Бойко, О.М. Заславський, 2013
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2013, №10 141
Рис. 1. Залежнiсть температури початку кристалiзацiї сполук вiд мольного спiввiдношення Li2O/P2O5: 1 —
5% за масою Ga2O3; 2 — 15% за масою Ga2O3; 3 — 25 % за масою Ga2O3
Взаємодiю в системах Li2O−P2O5−Ga2O3 вивчали в широкому дiапазонi мольних спiв-
вiдношень Li2O/P2O5 вiд 0,5 до 2,0 з рiзними вихiдними кiлькостями оксиду галiю Ga2O3,
якi становили 5, 15 й 25% за масою. Залежнiсть температури початку кристалiзацiї сполук
iз гомогенних розчинiв–розплавiв вiд спiввiдношення Li2O/P2O5 iлюструє рис. 1. Як видно з
рисунку, кривi залежностi початку кристалiзацiї для систем з рiзним вмiстом оксиду галiю
значно вiдрiзняються одна вiд одної, що вказує на рiзний характер взаємодiї. При збiль-
шеннi кiлькостi оксиду галiю в межах спiввiдношень Li2O/P2O5 вiд 1,5 до 1,7 проявляєть-
ся дещо аномальне зменшення температури початку кристалiзацiї розчину–розплаву. Це
можна пояснити, по-перше, рiзною в’язкiстю розплавiв та тенденцiєю останнiх до утворен-
ня пересичених розчинiв зi збiльшенням вмiсту Ga2O3, i, по-друге, утворенням у кожному
окремому випадку рiзних сполук, розчиннiсть яких також вiдповiдно буде рiзною. Вказа-
нi кривi мають ряд екстремумiв. Максимуми кривих належать до областей спiввiдношень
Li2O/P2O5, де утворюються iндивiдуальнi сполуки, та вiдповiдають розчинам–розплавам
з найменшою розчиннiстю сполук.
Згiдно з даними хiмiчного аналiзу твердих фаз (табл. 1) у системах Li2O−P2O5−Ga2O3,
що мiстить 5% за масою Ga2O3, утворюється сполука Ga(PO3)3 у дiапазонi мольних спiв-
вiдношень Li2O/P2O5 вiд 0,5 до 0,83, що можна описати реакцiєю:
Li2P4O11 +Ga2O3 → Ga(PO3)3 + LiPO3.
При збiльшеннi кiлькостi Li2O у системi з розчинiв–розплавiв кристалiзується подвiйний
дифосфат LiGaP2O7. Температури початку кристалiзацiї сполуки рiвномiрно збiльшуються
iз збiльшенням спiввiдношення Li2O/P2O5 (див. криву 1 на рис. 1).
Таблиця 1. Данi хiмiчного аналiзу сполук у системах Me2O−P2O5−Ga2O3 (Me — Li, Na, K)
Сполука
Масовий вмiст Me2O, % Масовий вмiст P2O5, % Масовий вмiст Ga2O3, %
теорет. практ. теорет. практ. теорет. практ.
Ga(PO3)3 — — 69,38 67,80 30,62 29,77
GaPO4 — — 43,03 41,30 56,97 55,12
LiGaP2O7 5,98 5,72 56,57 54,45 37,45 37,60
NaGaP2O7 11,44 10,67 52,40 53,31 34,69 34,12
KGaP2O7 16,38 15,92 49,48 49,93 32,75 32,87
142 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2013, №10
Рис. 2. IЧ-спектри фосфатiв. Кривi : 1 — Ga(PO3)3; 2 — GaPO4; 3 — LiGaP2O7
При масовому вмiстi у вихiдних шихтах 15% оксиду галiю областi iснування сполук
у системi змiщуються порiвняно з системою, яка мiстила 5% Ga2O3. У дiапазонi спiв-
вiдношень Li2O/P2O5 вiд 0,5 до 0,63 утворюються голчастi кристали метафосфату галiю
Ga(PO3)3. При збiльшеннi спiввiдношення до 1,4 з розчинiв-розплавiв викристалiзовується
подвiйний дифосфат LiGaP2O7, який формується також у виглядi голок. Подальше збiль-
шення вмiсту Li2O у системi призводить до рiзкого збiльшення в’язкостi розплавiв, що,
в свою чергу, ускладнює процес кристалiзацiї речовин iз таких розплавiв. У результатi
утворюється скло, яке пiсля повного охолодження до кiмнатної температури частково крис-
талiзується з утворенням, за даними рентгенофазового аналiзу, дифосфату лiтiю Li4P2O7.
Наслiдком збiльшення кiлькостi Ga2O3 у системi Li2O−P2O5 до 25% за масою є утво-
рення пiд час швидкої кристалiзацiї (у порiвняннi з попереднiми системами) однiєї сполу-
ки — GaPO4. Ортофосфат галiю, який видiлено з розплавiв з мольним спiввiдношенням
Li2O/P2O5 вiд 0,63 до 1,5, найкраще кристалiзується в областi спiввiдношень 0,8–1,2.
При повiльному охолодженнi розплавiв (поряд з GaPO4) нами зафiксовано утворення
дифосфату LiGaP2O7, кiлькiсть якого збiльшується зi зменшенням швидкостi охолоджен-
ня. Це можна пояснити таким чином. Спочатку в розчинi-розплавi утворюється сполука
GaPO4, яка поступово реагує з фосфатним розплавом, утворюючи подвiйний дифосфат:
LiPO3 +Ga2O3 → GaPO4 + Li4P2O7,
GaPO4 + LiPO3 → LiGaP2O7.
Отже, на кристалiзацiю тiєї або iншої сполуки впливає, як один iз багатьох чинникiв,
густина розчину-розплаву та швидкiсть кристалiзацiї.
Будову фосфатних анiонiв отриманих сполук встановлено за допомогою IЧ спектро-
скопiчного методу аналiзу (рис. 2). Так, у спектрi ортофосфату GaPO4 спостерiгаються
валентнi коливання тетраедричного анiона PO3−
4
в областi 1030–1080 см−1.
Характеристичне коливання νs зв’язкiв P−O−P на IЧ-спектрi подвiйного дифосфа-
ту LiGaP2O7 проявляється при 772 см−1. Валентнi симетричнi та асиметричнi коливання
PO3-груп спостерiгаються при 1040, 1087, 1105 см−1 (νs) та при 1130, 1150, 1240 см−1 (νas).
Деформацiйнi коливання PO3-груп проявляються в областi 415–585 см−1.
IЧ-спектр метафосфату Ga(PO3)3 характеризується наявнiстю двох смуг поглинан-
ня при 720 й 770 см−1, якi вiдповiдають областi симетричних валентних коливань груп
P−O−P. Наявнiсть двох пiкiв вказує на присутнiсть у кристалiчному каркасi двох нерiв-
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2013, №10 143
Рис. 3. Залежнiсть температури початку кристалiзацiї сполук вiд мольного спiввiдношення Me2O/P2O5
(Me — Na, K).
Кривi : Na2O/P2O5: 1 — 15% за масою Ga2O3, 2 — 25% за масою Ga2O3; K2O/P2O5: 3 — 15% за масою
Ga2O3
ноцiнних кутiв ∠РОР. Асиметричнi коливання зв’язкiв P−O−P проявляється в дiапазо-
нi вiд 890 до 1050 см−1. Симетричнi та асиметричнi валентнi коливання груп O−P−O
спостерiгаються в областях 1090–1160 см−1 та 1230–1310 см−1 вiдповiдно. Смуги погли-
нання вiд 430 до 580 см−1 вiдповiдають деформацiйним коливанням фосфатного анiона та
коливанням кристалiчної гратки.
Результати рентгенографiчного дослiдження отриманих сполук наведенi в табл. 2.
Аналiз рентгенографiчних даних вказує на те, що ортофосфат галiю GaPO4 кристалi-
зується в модифiкацiї високотемпературного кварцу α-SiO2 та iзоструктурного берлiнiту
AlPO4 [7, 8].
Кристалоутворення в системах Na2O−P2O5−Ga2O3 дослiджували в двох концентрацiй-
них розрiзах з вихiдним масовим вмiстом Ga2O3, що становив 15 й 25% (рис. 3).
За результатами хiмiчного аналiзу (див. табл. 1) встановлено, що з розчинiв-розплавiв
систем Na2O−P2O5−Ga2O3, якi мiстять 15% за масою Ga2O3, кристалiзується сполука,
що має склад подвiйного дифосфату NaGaP2O7. Сполука утворюється в межах мольних
спiввiдношень Na2O/P2O5 вiд 0,5 до 1,1. При спiввiдношеннях Na2O/P2O5 вiд 1,1 до 1,6
розплави не кристалiзуються навiть при 600 ◦С, густина розплавiв при цьому досить висока
i при подальшому охолодженнi вони склуються.
Внесення в натрiйфосфатну систему 25% за масою Ga2O3 пiдвищує в’язкiсть роз-
чинiв i також призводить до утворення (за результатами хiмiчного аналiзу) дифосфату
NaGaP2O7, який, на вiдмiну вiд попередньої системи, при спiввiдношеннях Na2O/P2O5
Таблиця 2. Кристалографiчнi характеристики отриманих сполук
Сполука Сингонiя
Просторова
група
Параметри кристалiчної гратки, нм
a b c β, град
GaPO4 Тригон. Р3121 0,4902 — 1,1021 —
Ga(PO3)3 Монокл. С/с1 1,3011 1,8901 0,9315 126,9
LiGaP2O7 Монокл. Р21 0,4757 0,7940 0,6868 109,0
NaGaP2O7 Монокл. Р21/с 0,7305 0,9802 0,8139 106,8
KGaP2O7 Монокл. Р21/с 0,7298 0,9796 0,8148 106,8
144 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2013, №10
Рис. 4. IЧ-спектри фосфатiв. Кривi : 1 — NaGaP2O7; 2 — KGaP2O7
вiд 0,5 до 0,95 кристалiзується при бiльш високих температурах, а в дiапазонi 0,95 — 1,15
температури його кристалiзацiї нижчi. Кристалiзацiя вiдбувається лавиноподiбно в усьому
об’ємi розплаву.
У системах K2O−P2O5−Ga2O3 дослiдження проводили в одному концентрацiйному роз-
рiзi з масовим вмiстом Ga2O3 15% (рис. 3), що пов’язано зi збiльшенням в’язкостi трикомпо-
нентних оксидних розплавiв в ряду лужних металiв. Калiйфосфатна система вiдзначається
дуже високою густиною розчинiв-розплавiв, якi склуються при пiдвищеннi вмiсту оксиду
галiю, тому вказана вище концентрацiя Ga2O3 є оптимальною для взаємодiї в розплавах.
У системах K2O−P2O5−Ga2O3 в областi мольних спiввiдношень K2O/P2O5 вiд 0,5 до 1,2
також утворюється дифосфат KGaP2O7.
IЧ-спектри отриманих сполук, що наведенi на рис. 4, практично iдентичнi один до одного
та вiдрiзняються тiльки значеннями хвильових чисел коливань тiєї або iншої групи.
За результатами рентгенографiчних дослiджень розраховано параметри кристалiчних
граток подвiйних дифосфатiв (див. табл. 2).
Дослiдження термiчної поведiнки отриманих у системах Li(Na,K)2O−P2O5−Ga2O3 фос-
фатiв проводили в iнтервалi температур вiд 20 до 1000 ◦С. Швидкiсть нагрiвання зразкiв
становила 10 град/хв. Всi подвiйнi дифосфати MeGaP2O7 (Me — Li, Na, K) плавляться
до 1000 ◦С; температури плавлення та температури зворотних фазових переходiв наведенi
в табл. 3. У ряду LiGaP2O7−NaGaP2O7−KGaP2O7 проявляється закономiрнiсть зростан-
ня температур плавлення подвiйних дифосфатiв iз збiльшенням iонного радiуса лужного
металу (див. табл. 3).
Орто- та метафосфат галiю мають температури плавлення понад 1000 ◦С. Для кожного
з них зафiксовано зворотнi перетворення рiзних модифiкацiй.
Енантiотропнi полiморфнi перетворення. спостерiгаються також для подвiйних фосфа-
тiв з лужними металами натрiєм та калiєм.
Таблиця 3. Температури плавлення та фазових переходiв сполук у системах Me2O−P2O5−Ga2O3 (Me —
Li, Na, K)
Сполука tф.п,
◦С tпл,
◦С Сполука tф.п,
◦С tпл,
◦С
LiGaP2O7 — 795 Ga(PO3)3 590 > 1000
NaGaP2O7 840 860 GaPO4 460 > 1000
KGaP2O7 820 895 — — —
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2013, №10 145
Таким чином, за допомогою методiв хiмiчного елементного аналiзу, рентгенофазового
аналiзу, IЧ спектроскопiї встановлено дiапазони кристалiзацiї фосфатних сполук та пiдi-
брано оптимальнi умови для їх отримання. Показано, що на склад синтезованих фосфатiв
впливають такi фактори: вихiднi мольнi спiввiдношення Me2O/P2O5, концентрацiя окси-
ду галiю, температура та швидкiсть охолодження розчинiв-розплавiв. Утворення сполуки
Ga(PO3)3 у лiтiй–фосфатнiй системi було зафiксовано при вихiдних масових концентрацiях
Ga2O3 5 та 15%, сполуки GaPO4 при масовiй концентрацiї Ga2O3 25%. Утворення подвiйних
дифосфатiв MeGaP2O7 (Me — Li, Na, K) є характерним для всiх дослiджених систем.
1. Каназава Т. Неорганические фосфатные материалы. – Київ: Наук. думка, 1998. – 297 с.
2. Авалиани М.А. Синтез и исследование фосфатов галлия и индия: Автореф. дис. . . . канд. хим. наук. –
Москва, 1982. – 21 с.
3. Нагорний П. Г. Синтез, будова, властивостi фосфатiв та фторфосфатiв лужних та 3d-металiв: Дис.
. . . д-ра хiм. наук. – Київ, 1998. – 290 с.
4. Бойко Р.С., Корнiєнко З. I., Нагорний П.Г., Слободяник М.С. Кристалоутворення в розплавах сис-
теми Li2O−P2O5−Ga2O3 // Доп. НАН України. – 2006. – № 7. – С. 144–148.
5. Дымов А.М., Савостин А.П. Аналитическая химия галлия. – Москва: Наука, 1968. – 256 с.
6. Гиллебрандт В.Ф., Лендель Г. Э. Практическое руководство по неорганическому аналiзу. – Москва:
Химия, 1996. – 1111 с.
7. Powder Diffraction File, Card 10–423, JCPDS. – Swartmore: Int. Center for Diffraction Data.
8. Powder Diffraction File, Card 8–497, JCPDS. – Swartmore: Int. Center for Diffraction Data.
Надiйшло до редакцiї 20.03.2013Київський нацiональний унiверситет
iм. Тараса Шевченка
Нацiональний унiверситет бiоресурсiв
i природокористування України, Київ
Член-корреспондент НАН Украины Н. С. Слободяник, П. Г. Нагорный,
Р.С. Бойко, А. М. Заславский
Синтез и структура фосфатов щелочных металлов и галлия
Проведено исследование процессов образования кристаллических фаз в расплавленных оксид-
ных системах Me2O−P2O5−Ga2O3 (Me — Li, Na, K). Зафиксировано образование простых
и двойных фосфатов щелочных металлов и галлия Ga(PO3)3, GaPO4, MeGaP2O7 (Me —
Li, Na, K). Для полученных соединений были определены области мольных соотношений
Me2O/P2O5, концентрация оксида галлия, а также температура кристаллизации индиви-
дуальных веществ. Методами физико-химического анализа установлен их состав, темпе-
ратуры плавления и фазовых переходов.
Corresponding Member of the NAS of Ukraine M. S. Slobodyanyk, P.G. Nagornyi,
R. S. Boiko, O.M. Zaslavskyi
Synthesis and structure of alkali metals and gallium phosphates
The study of the crystalline phase formation is carried out for molten oxide systems
Me2O−P2O5−Ga2O3 (Me = Li, Na, K). Crystallization of simple and double phosphates of alkali
metals and gallium, GaPO4 and MeGaP2O7 (Me = Li, Na, K), is observed. Ranges of Me2O/P2O5
molar ratio, concentrations of gallium oxide, and the temperature of crystallization are determi-
ned for the compounds obtained. The chemical composition, temperatures of phase transitions, and
melting points are studied by physical and chemical methods.
146 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2013, №10
|