Аморфна потрійна сіль ортофосфату акваамінміді(іі)-цинку-кадмію та спосіб її одержання

1. Аморфна потрійна сіль ортофосфату акваамінміді(ІІ)-цинку-кадмію, що належить до координаційних солей за будовою комплексного катіону, C2 2 (19) 1 3 83610 відноситься до координаційних солей за будовою комплексного катіону та до потрійних солей за вмістом катіонів металів, у аморфному стані, який забезпечується певним співвідношення між Сu2+, Zn2+ і Cd2+ (моль:моль). Поставлене винаходом завдання досягається тим, що аморфну потрійну сіль ортофосфату акваамінміді(ІІ)-цинку-кадмію індивідуального складу загальної формули Cu0,75Zn0,75Cd1,5(PO 4)2 ·2,5NH3·3,0H2O, одержують при заданому співвідношенні між вмістом Cu2+, Zn2+ і Cd2+, що забезпечують розчиненням механічної суміші кристалічних Cu3(PO4) 2·3H2O, Zn3(PO4) 2·4H2O і Cd3(PO4)2 ·5H2O, взятих за мольного співвідношення Cu2+:Zn2+:Cd2+ рівного 0,75:0,75:1,5, у концентрованому водному розчині аміаку (23÷25%мас.) з подальшим осадженням сполуки шляхом вливання аміачного розчину фосфатів до ацетону, відділенням донної фази і її витримуванням на повітрі при 15÷25°С до повного тверднення та постійної маси. Аморфну потрійну сіль ортофосфату акваамінміді(ІІ)-цинку-кадмію одержують, використовуючи у якості вихідних реагентів ортофосфати міді(ІІ) Сu3(РО4)2·3Н2 О, цинку Zn3(PO4) 2·4H2O і кадмію Cd3(PO4)2·5H2 O, концентрований водний розчин аміаку (23÷25%мас.) та ацетон. Синтез виконують у такому порядку. Наважки фосфатів міді(ІІ), цинку та кадмію, взятих виходячи із заданого мольного співвідношення Cu2+:Zn2+:Cd2+ в цільовому продукті, повністю розчиняють у мінімальній дозі концентрованого водного аміаку. Одержаний розчин вли 4 вають в ацетон, утворену маслянисту донну фазу синього кольору відділяють від маточного розчину і витримують на повітрі при 15÷25°С до тверднення та постійної маси. Одержують полідисперсну речовину синього кольору. Приклад 1. В 50мл 23%-го водного аміаку розчиняють повністю при перемішуванні 1,009г твердого Сu3(РО4)2·4Н2 О (56,3% CuO), 1,073г твердого Zn3(PO4) 2·4H2O (52,98% ZnO) і 1,800г твердого Cd3(PO4)2·5H2 O (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. В результаті здійснення цього способу одержують полідисперсний порошок синього кольору, який за хімічним складом відповідає брутто-формулі 0,75CuO·0,75ZnO·1,5CdO·P2O5 ·2,5NH3·3,0H2O, молекулярна формула фосфату Cu0,75Zn0,75Cd1,5(PO 4)2 ·2,5NH3·3,0H2O. Умови утворення аморфної потрійної солі ортофосфату акваамінміді(ІІ)-цинку-кадмію індивідуального складу наведено в табл. 1. Як видно з наведених в табл. 1 даних аморфну сполуку можна отримати лише в тому випадку коли мольне співвідношення між Cu2+, Zn і Cd2+ у вихідній суміші складало 0,75:0,75:1,50. При зміні цього співвідношення до 1:1:1 або до 0,75:1,50:0,75 або до 1,50:0,75:0,75 утворюються кристалічні сполуки. Таблиця 1 Умови утворення аморфного ортофосфату акваамінміді(ІІ)-цинку-кадмію Мольне співвідношення №п/п Cu2+:Zn2+:Cd2+ у вихідній суміші 1 1,00:1,00:1,00 2 0,75:0,75:1,50 3 0,75:1,50:0,75 4 1,50:0,75:0,75 Хімічний склад продукту, % мac. СuО ZnO CdO Р2О5 NH3 Н2О Склад продуктів 1,0CuO·1,0ZnO·1,0CdO·P2O5·2,3NH3·2,8H2O (кристалічний) 0,75CuO·0,75ZnO·1,5CdO·Р2О5 ·2,5NH3·3,0Н2О 10,87 11,08 35,08 25,84 7,61 9,82 (рентгеноаморфний) 0,75CuO·1,5ZnO·0,75CdO·P2O5 ·2,9NH3·2,5H2O 11,67 23,88 18,79 27,75 9,51 8,66 (кристалічний) 1,5CuO·0,75ZnO·0,75CdO·P2O5 ·3,0NH3·2,8H2O 22,92 18,46 11,76 27,28 9,89 9,65 (кристалічний) 15,27 15,66 24,63 27,28 7,51 9,66 Загальна формула синтезованої цільової сполуки встановлена за її хімічним складом (табл. 2). В одержаній за прикладом 1 сполуці наявність координованого катіонами Сu2+, та Zn2+ Cd2+ аміа ку підтверджено даними ІЧ спектроскопії. У табл. 3 наведені характерні частоти смуг поглинання координованих молекул NH3 на ІЧ спектрах сполуки. 5 83610 6 Таблиця 2 Визначення хімічної формули аморфного потрійного ортофосфату акваамінміді(ІІ)-цинку-кадмію Показники складу речовини за прикладом Складові компоненти Компоненти продуктів CuO ZnO CdO P2O5 NH3 Вміст компонентів, % 10,87 11,08 35,08 25,84 7,61 Мольні частки компонентів 0,1367 0,1361 0,2732 0,1820 0,4474 Стехіометричні коефіцієнти компонентів у бр утто-формулі сполуки 0,75 0,75 1,5 1,0 2,5 Брутто-формула речовини за компонентним складом 0,75CuO·0,75ZnO·1,5CdO·P2O5 ·2,5NH3·3,0H2O Хімічна формула за речовинним складом Cu0,75Zn0,75Cd1,5(PO 4)2 ·2,5NH3·3,0H2O за прикладом 1 за прикладом 1 за прикладом 1 за прикладом 1 за прикладом 1 H2O 9,82 0,5458 3,0 Таблиця 3 Частоти максимумів смуг поглинання NH3 на ІЧ спектрах ортофосфату акваамінміді(ІІ)-цинку-кадмію Me3(PO 4)2×xH 2O 3465-3370с.ш. 1590ср. – – Cu0,75Zn0,75Cd1,5(PO 4)2,0·2,5NH3·3,0H2O 3485-3180с.ш. 1635пл. 1600с. 1482пл. 1440cр. 1361с 1235ср. 1135c. 1035c. 1000пл. 970c. 942пл. – 615пл. 605c. 585cл. 543cл. Віднесення смуг поглинання u(Н2О), uas(NH3) u(Н2О), uas(NH3) ds(NH3) ds(NH3) 1025с. 990сл. uas(PO4) 930пл. us(PO4) 715пл. r r(NH3) uas(PO4) us(PO4) u(Me-N) u(Me-O) 600сл. 560cр. 525сл. с - сильна; ср. - середня; сл. - слабка; ш. - широка інтенсивна смуга поглинання; пл. - плече. На ІЧ спектрах сполуки спостерігаються смуги поглинання в інтервалі 1482-1235см -1, характерні для координованої молекули аміаку, які відсутні на IЧ спектрах вихідних гідратованих ортофосфатів в області 1025-990см -1 розміщений ряд сильних смуг поглинання, які відносяться до асиметричних коливань групи РО43-, а в області 930см -1 - до симетричних валентних коливань РО43-. Слабкі смуги спостерігаються в області 715см -1, що відповідають лібраційним коливанням координованого амі Комп’ютерна в ерстка В. Клюкін аку. Нижче 600см -1 розміщені смуги поглинання, які відносяться до деформаційних асиметричних і симетричних коливанням РО43-, а також і коливанням валентних зв'язків Me-N і Ме-О. Результати рентгенофазового аналізу показали, що синтезований, за вказаних умов, потрійні ортофосфат акваамінміді(II)-цинку-кадмію індивідуального складу загальної формули Cu0,75Zn0,75Cd1,5(PO 4)2,0·2,5NH3·3,0H2O є рентгеноаморфним. 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