Аморфна подвійна сіль аквааміноортофосфату міді (іі) – кадмію та спосіб її одержання

1. Аморфна подвійна сіль аквааміноортофосфату міді (ІІ) - кадмію загальної формули 3 83598 де х=0,6÷1,0; n=2,6÷3,1; m=2,9÷3,3, у якій задане співвідношення між вмістом Сu2+ і Cd2+ забезпечено розчиненням механічної суміші кристалічних Сu3(PO4)2·2Н2 О і Cd3(PO 4)2 ·5H2O, взятих за мольного співвідношення Сu2+ : Cd2+ від 2,4 : 0,6 до 2,0 : 1,0, у концентрованому водному аміаку з подальшим осадженням твердої сполуки шляхом додавання аміачного розчину фосфатів до ацетону, відділенням донної фази і її витримуванням на повітрі при 15÷25°С до повного тверднення та постійної маси. Синтез виконують у такому порядку. Наважки ортофосфатів міді(ІІ) та кадмію, взятих виходячи із заданого мольного співвідношення Сu2+ : Cd2+ в цільовому продукті, повністю розчиняють у концентрованому водному аміаку. Одержаний при цьому розчин вливають в ацетон, де утворюється масляниста донна фаза синього кольору, яку відділяють від маточного розчину і витримують на повітрі при 15÷25°С до повного тверднення та постійної маси. Одержують полідисперсні речовини синього кольору, що відповідають брутто-фopмyлi (3-x)CuO·xCdO·P2 О5·(2,6÷3,1)NH3·(2,9÷3,3)H2О. Приклад 1. В 50мл 25%-го водного аміаку розчиняють повністю 2,700г твердого Сu3(РO4)2·4Н2O (56,3% CuO) і 0,603г твердого Cd3(PO4)2·5H2O (63,01% CdO). Одержаний розчин вливають в 100мл ацетону. Утворюється донна фаза у вигляді маслянистої рідини синього кольору, яку далі відділяють від маточного розчину і витримують при 4 15÷25°С до повного тверднення. Висушують осад на повітрі до постійної маси. Одержують полідисперсний порошок синього кольору, який за хімічним складом відповідає брутто-формулі 2,4CuO·0,6CdO·P2O5·3,1NH3·2,9H2O, молекулярна формула фосфату Cu2,4Cd0,6(PO4) 2·3,1NH3·2,9H2O. Приклад 2. В 50мл 23%-го водного аміаку розчиняють повністю при перемішуванні 2,000 г твердого Сu3(РO4)2·4Н2O (55,6% CuO) і 0,882 г твердого Cd3(PO4)2 ·5H2O (63,01% CdO). Одержаний розчин вливають в 100мл ацетону. Утворюється донна фаза у вигляді маслянистої рідини синього кольору, яку далі відділяють від маточного розчину і витримують при 15÷25°С до повного тверднення. Висушують осад на повітрі до постійної маси. Одержують полідисперсний порошок синього кольору, який за хімічним складом відповідає бруттоформулі 1,5CuO·1,5CdO·P2O5·1,4NH3·3,3H2O, молекулярна формула фосфату Cu2,0Cd1,0(PO 4)2 ·2,6NH3·3,3H2O. Умови утворення аморфної подвійної солі аквааміноортофосфату міді(ІІ)-кадмію індивідуального складу наведено в табл. 1. Як видно з наведених в табл. 1 даних аморфні сполуки можна отримати лише в тому випадку коли співвідношення між Сu2+ : Cd2+ у вихідній суміші складало 2,4 : 0,6 і 2,0 : 1,0 (моль : моль). При звуженні цього співвідношення до 1,5 : 1,5 утворюється кристалічна сполука. Таблиця 1 Умови утворення аморфного аквааміноортофосфату міді(ІІ)-кадмію індивідуального складу № п/п Мольне співвідношення Сu2+ : Cd2+ y вихідній суміші 1 Хімічний склад продукту, % мас. CuO CdO P2O5 NН3 2,4:0,6 36,73 14,82 27,31 10,30 2 2,0:1,0 29,95 24,21 26,73 8,45 3 1.5:1,5 21,67 34,95 25,78 7,93 H2O Склад продуктів висолювання Cu2,4Cd0,6 (PO ) ·3,1NH3-2,9H2O (ренге10,20 ноаморфний)4 2 Cu2,0Cd1,0 (PO4) 2·2,6NH3·3,3H2O (ренге11,08 ноаморфний) Cu1,5Cd1,5 (PO4) 2·2,6NH3·3,0H2O (крис9,90 талічний) Загальна формула синтезованої речовини встановлена за її хімічним складом (табл. 2). Таблиця 2 Визначення хімічної формули аквааміноортофосфату міді(ії)-кадмію Компоненти продуктів СuО CdO P2O5 NН3 Вміст компонентів, %: продукт за прикладом 1 36,73 14,82 27,31 10,30 продукт за прикладом 2 29,95 24,21 26,73 8,45 Мольні частки компонентів: продукт за прикладом 1 0,4620 0,1154 0,1924 0,6058 продукт за прикладом 2 0,3768 0,1885 0,1883 0,4969 Стехіометричні коефіцієнти компонентів у бр утто-формулі сполуки: продукт за прикладом 1 2,4 0,6 1,0 3,1 продукт за прикладом 2 2,0 1,0 1,0 2,6 Показники складу Н2O 10,20 11,08 0,5667 0,6153 2,9 3,3 5 83598 6 Продовження таблиці 2 продукт за прикладом 1 продукт за прикладом 2 продукт за прикладом 1 продукт за прикладом 2 Брутто-формула речовини за компонентним складом: 2,4CuO·0,6CdO·P2O5·3,1NH3·2,9H2O 2,OCuO·1,0CdO·P2O5 ·2,6NH3·3,3H2O Хімічна формула за речовинним складом: Cu2,4Cd0,6(PO 4)2 ·3,1NH3·2,9H2O Cu2,0Cd1,0(PO 4)2 ·2,6NH3·3,3H2O В одержаних за прикладом 1-2 сполуках наявність координованого катіонами Сu2+ та Cd2+ аміаку підтверджено даними ІЧ спектроскопії. У табл. 3 наведені характерні частоти смуг поглинання координованих молекул NН3 на ІЧ спектрах продуктів. Таким чином, на ІЧ спектрі аморфної подвійної солі аквааміноортофосфату міді(ІІ)-кадмію спостерігаються смуги поглинання в інтервалі 1460 1220см -1, характерні для координованої молекули аміаку, які відсутні на ІЧ спектрах вихідних ортофосфа тів міді(ІІ) та кадмію, що співпадає також із даними щодо складу речовин, одержаними за результатами їх хімічного аналізу. Асиметричні і симетричні валентні коливання групи РО43- у області 1020-525см -1доводять присутність ортофосфатної групи і є наявними в ІЧ спектрах всі х досліджених сполук. Таблиця 3 Частоти максимумів смуг поглинання NH3 на ІЧ спектрах аквааміноортофосфатів міді(ІІ)-кадмію Cu2,0Cd1,0(PO 4)2 ·2,6NH3·3,3H2O Cu2,4Cd0,6(PO 4)2 ·3,1NH3·2,9H2O 3480-3110 с.ш. 3490-3100 с.ш. 1645 ср. 1630 ср. 1610 пл. 1570 ср. 1460 cл. 1423 cл. 1392 пл. 1270 пл. 1237 ср. 1020 с. 975 cл. 938 cл. 785 пл. 722 cл. 710 пл. 605 cл. 568 ср. 1640 пл. 1620 ср. 1605 ср. 1570пл. 1470 cл. 1435 пл. 1400 пл. 1255 пл. 1220 ср. 1010 с. 980 пл. 940 пл. 780 пл. 725 cл. 705 пл. 600 cл. 575 ср. 545 cл. 525 cл. Віднесення смуг поглинання υ(Н2O), υ as(NH3) υ(H2O) υ as(NH3) δs(NH3) δs(NH3) υ as(PO4) υ s(PO4) ρr(NH3) υ s(PO4) υ s(PO4) υ(Me-N) υ(Me-O) с. - сильна; ср. - середня; cл. - слабка; ш. - широка інтенсивна смуга поглинання; пл. - плече. ли, Результати рентгенофазового аналізу показащо синтезовані, за вказаних умов, Комп’ютерна в ерстка В. Клюкін Cu3-xCdx(PО 4)2·n(NH3)·m(H2О), де х=0,6÷1,0; n=2,6÷3,1; m=2,9÷3,3 є рентгеноаморфними. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601