Кристалічна подвійна сіль акваамінпірофосфату цинку-кадмію та спосіб її одержання

1. Кристалічна подвійна сіль акваамінпірофосфату цинку-кадмію, що належить до координаційних солей за будовою комплексного катіону, загальної формули Zn1,5Cd0,5P 2O 7·2,5NH3·2,2H2O. 2. Спосіб одержання кристалічної подвійної солі акваамінпірофосфату цинку-кадмію, у якій задане співвідношення між вмістом ZnO і CdO забезпечують розчиненням механічної суміші пірофосфатів Zn2P2O 7·5H2O і Cd2P2O 7·5H2O, взятих за мольного співвідношення ZnO : CdO = 1,5 : 0,5, у надлишку концентрованого водного розчину аміаку з подальшим вливанням аміачного розчину фосфатів до ацетону, відділенням донної фази від маточного розчину і її витримуванням на повітрі при 15-25°С до повного тверднення та постійної маси. Винахід відноситься до нових хімічних сполук координаційної будови, а саме подвійної солі цинку і кадмію з аміаком та пірофосфатним йоном у твердому стані загальної формули Zn1,5Cd0,5P2 О7·2,5NH3·2,2H2О. Відомий гідратований аміачний дифосфат кадмію складу [Cd2(NH3)n(H2O)4P2O 7]·mH2O, де n =23, m=0,5-1, одержаний шляхом розчинення гідратованого дифосфату кадмію в 23-25%-ному водному розчині аміаку з подальшим його вливанням до розчину етанолу, відділенням осаду від маточного розчину фільтруванням і його витримуванням на повітрі при кімнатній температурі до постійної маси. [Пат. UA 76207 COG 11/00 / Кристалічний гідратований аміачний дифосфат кадмію та спосіб його одержання. - Бюл. №7, 17.07.2006]. Найбільш близьким за хімічною суттю і досягнутим результатом до винаходу, що передбачається, є гідратований аміачний дифосфат цинку складу Zn2P2 O7·nNH3·mH2O, одержаний шляхом розчинення гідратованого дифосфату цинку в 2325%-ному водному розчині аміаку з подальшим його вливанням до розчину тетрагідрофурану, відділенням донної фази і її висушуванням при кімнатній температурі до постійної маси. [Пат. UA 76191 C01B 25/26 /Кристалічний гідратований аміачний дифосфат цинку та спосіб його одержання. Бюл. №7, 17.07.2006, прототип]. Недоліком прототипу стосовно об'єкту, що заявляється, є неможливість одержання кристалічної подвійної солі акваамінопірофосфату цинкукадмію за вказаною процедурою внаслідок ряду причин: наявність у складі речовини-аналогу лише одного двовалентного металу; недостатні умови для одержання сполуки, яка відноситься до подвійних солей за складом катіонів і одночасно до аквааміноортофосфатів координаційної будови. Винаходом ставиться завдання одержати у твердому стані кристалічну подвійну сіль пірофосфату акваамінцинку-кадмію, що відноситься до координаційних солей за будовою комплексного катіону, з заданим мольним співвідношенням ZnO : CdO =1,5 : 0,5 (моль:моль). Поставлене винаходом завдання досягається тим, що кристалічну подвійну сіль пірофосфату акваамінцинку-кадмію індивідуального складу, (19) UA (11) 84247 (13) C2 (21) a200802910 (22) 06.03.2008 (24) 25.09.2008 (46) 25.09.2008, Бюл.№ 18, 2008 р. (72) КОПІЛЕВИЧ ВОЛОДИМИР АБРАМОВИЧ, U A, САВЧЕНКО ДМИТРО АН АТОЛІЙОВИЧ, U A, ВОЙТЕНКО ЛАРИСА ВЛАДИСЛАВІВНА, U A (73) НАЦІОНАЛЬНИЙ АГРАРНИЙ УНІВЕРСИТЕТ, UA (56) UA 8384 U, 15.08.2005 UA 8398 U, 15.08.2005 UA 9425 U, 15.09.2005 UA 12459 U, 15.02.2006 UA 23924 U, 11.06.2007 UA 23976 U, 11.06.2007 3 84247 загальної формули Zn1,5Cd0,5P 2O 7·2,5NH3·2,2H2O, одержують, при заданому співвідношенні між вмістом ZnO і CdO шляхом розчинення механічної суміші пірофосфатів Zn2P2 O7 ·5H2O і Cd2P2O7·5H2O, взятих за мольного співвідношення ZnO : CdO = 1,5 : 0,5, у надлишку концентрованого водного розчину аміаку з подальшим вливанням аміачного розчину фосфа тів до ацетону, відділенням донної фази від маточного розчину і її витримуванням на повітрі при 15+25°С до повного тверднення та постійної маси. Наважки дифосфатів цинку та кадмію, взятих виходячи із заданого мольного співвідношення ZnO:CdO в цільовому продукті, механічно змішують, а потім повністю розчиняють у мінімальній дозі концентрованого водного аміаку. Одержаний розчин вливають в ацетон, утворену маслянисту донну фазу відділяють від маточного розчину і витримують на повітрі при 15+25°С до повного тверднення та постійної маси. Одержують полідисперсну речовину білого кольору, що відповідає 4 брутто-формулі: 1,5ZnO·0,5CdO·P2 O5 ·2,5NH3· ×2,23H2O. Приклад 1. В 25мл 23%-го водного аміаку розчиняють повністю при перемішуванні механічну суміш 2г Zn2P 2O 7·5H2O і 0,8824г Cd2P2O 7·5H2O. Одержаний розчин вливають в 125мл ацетону. Утворюється донна фаза у ви гляді маслянистої рідини, 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 білого кольору, який за хімічним складом відповідає брутто-формулі 1,5ZnO·0,5CdO·P2O5 ·2,5NH3·2,23H2O, молекулярна формула фосфату Zn1, 5Cd0,5P 2O7 ·2,5NH3·2,2H2O. Обґрунтування умов утворення кристалічного подвійного пірофосфату акваамінцинку-кадмію наведено в табл. 1. Виходячи з наведених в табл.. 1 даних, кристалічний продукт можна отримати лише за умови, коли вміст ZnO становить 1,5 моль із 2 молів оксидів металів. Таблиця 1 Умови утворення пірофосфату акваамінцинку-кадмію Мольне співвідно№ п/п шення ZnO: CdO у вихідні суміші Хімічний склад продукту, % мас. ZnO CdO Р2О5 NH3 Н2О 1 1,5:0,5 29,75 15,65 34,58 10,23 9,80 2 1,0:1,0 19,31 30,33 33,64 8,46 8,22 Склад продуктів висолювання Zn1,5Cd0,5P2 O7·2,5NH3·2,23H2O (кристалічний) Zn1,0Cd1,0P2 O7·2,1NH3·1,93H2O (рентгеноаморфний) Загальна формула синтезованої речовини встановлена за її хімічним складом (табл. 2). Таблиця 2 Визначення хімічної формули пірофосфату акваамінцинку-кадмію Компоненти продуктів ZnO CdO P2O5 NH3 Вміст компонентів, %: продукт за прикладом 1 29,75 15,65 34,58 10,23 Мольні частки компонентів: продукт за прикладом 1 0,3655 0,1219 0,2436 0,6018 Стехіометричні коефіцієнти компонентів у бр утто-формулі сполуки: продукт за прикладом 1 1,5 0,5 1,0 2,5 Брутто-формула речовини за компонентним складом: продукт за прикладом 1 1,5ZnO·0,5CdO·P2O5 ·2,5NH3·2,23H2O Хімічна формула за речовинним складом: продукт за прикладом 1 Zn1,5Cd0,5P2O 7·2,5NH3·2,2H2O Показники складу В одержаній за прикладом 1 сполуці наявність координованого катіонами Zn2+Ta Cd2+ аміаку підтверджено даними 14 спектроскопії. У табл. З наведені характерні частоти смуг поглинання координованих молекул NH3 на 14 спектрах продукту. H2O 9,80 0,5444 2,23 Таким чином, на 14 спектрі аморфної подвійної сілі акваамінопірофосфату цинку-кадмію спостерігаються смуги поглинання в інтервалі 1410... 1340 см -1, характерні для координованої молекули аміаку, які відсутні на 14 спектрах вихідних Cd2P2O7·5H2 O і Zn2P2 O7·5H2O, що підтверджується також методами хімічного аналізу. 5 84247 6 Таблиця 3 Частоти максимумів смуг поглинання NH3 на ІЧ спектрах кристалічного подвійного пірофосфату акваамінцинку-кадмію у порівнянні з вихідними Cd 2P2O7·5H2O Сполуки Максимуми характеристичних смуг поглинання NH3, см -1 Zn1,5Cd0,5P2O 7·2,5NH3·2,23H2O 3405-3145 с.ш. 1410 ср. 1340 пл. Zn2P2O 7·5H2O Cd2P2O7·5H2 O відсутні відсутні Віднесення u(H 2 O), u as (N H 3 ) ü ý d s (N H 3 ) þ с. - сильна; ср. - середня; сл. - слабка; ш. - широка інтенсивна смуга поглинання; пл. -плече. Результати рентгенофазового аналізу показали, що синтезований, за вказаних умов, акваамінопірофосфат цинку-кадмію є кристалічним, і задовільно індиціюється в ромбічній сингонії з Комп’ютерна в ерстка В. Клюкін наступними параметрами кристалічної ґратки: а = 7,5403, b = 8,1917, с = 16,0670Ǻ, a = b = g = 90°, V - 992,43Ǻ3. Підписне Тираж 28 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