Аморфна подвійна сіль акваамінопірофосфату цинку-кадмію та спосіб її одержання

1. Аморфна подвійна сіль акваамінопірофосфату цинку-кадмію, що належить до координацій C2 1 3 84248 ну, у якій можна регулювати співвідношення вмісту ZnO: CdO. Поставлене винаходом завдання досягається тим, що аморфну подвійну сіль пірофосфату акваамінцинку-кадмію індивідуального складу загальної формули Zn2-xCdx(P 2O7) 1,0·n(NH3) ·m(H2O) де х=1,0 ¸ 1,5, n=1,8-2,1; m=1,9-2,5, одержують, при заданому співвідношенні між вмістом ZnO і CdO шляхом розчинення механічної суміші пірофосфатів Zn2P 2O 7·5H2O і Cd2P 2O 7·5H2O, взятих за мольного співвідношення ZnO:CdO в межах від 1,0 : 1,0 до 0,5 : 1,5 (моль:моль), 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. При цьому синтез виконують у такому порядку. Наважки дифосфатів цинку та кадмію, взятих виходячи із заданого мольного співвідношення ZnO:CdO. в цільовому продукті, механічно змішують і 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 полідисперсні речовини білого кольору, що відповідають бруттоформулі: (2-x)ZnO· xCdOP2 O5(1,8 ¸ 2,1)NH3 (1,9 ¸ 2,5)H2O. Приклад 1. В 25 мл 23%-го водного аміаку розчиняють повністю при перемішуванні суміш 2,5 г Zn2P2O 7·5H2O (40,23% ZnO) і 1,85 г Cd2P2O7·5H2O 4 (54,33% CdO). Одержаний розчин вливають в 125 мл ацетону. Утворюється донна фаза у вигляді 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 молекулярна формула фосфату Zn1,5Cd0, 5P2 O7·2,1NH3·1,9H2O Приклад 2. В 25мл 23%-го водного аміаку розчиняють повністю при перемішуванні суміш 1,35г Zn2P2O·H 2O (40,23% ZnO) і 3,0г Cd2P2O7·5H2O (54,33% CdO). Одержаний, розчин вливають в 125мл ацетону. Утворюється донна фаза у вигляді 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 0,5ZnO·1,5CdO·P2O5 ·1,82NH3·2,47H2O, молекулярна формула фосфату Zn0,5Cd1,5Р2О 7·1,8NН3·2,5Н2О. Обґрунтування умов утворення аморфного подвійного пірофосфату акваамінцинку-кадмію наведено в табл.1. 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 3 0,5:1,5 9,04 42,75 31,49 6,87 9,87 Виходячи з наведених в табл. 1 даних, аморфні продукти утворюються лише тоді, коли вміст ZnO не перевищує 1 моль із двох молів оксидів металів. Склад продуктів висолювання Zn1,5Cd0, 5P2 O7·2,5NH3·2,23H2O (кристалічний) Zn1,0Cd1, 0P2 O7·2,1NH3·1,93H2O (рентгеноаморфний) Zn0,5Cd1, 5P2 O7·1,82NH3·2,4H2O (рентгеноаморфний) Загальна формула синтезованої речовини встановлена за її хімічним складом (табл. 2). Таблиця 2 Визначення хімічної формули пірофосфатів акваамінцинку-кадмію Показники складу продукт за прикладом 1 продукт за прикладом 2 Компоненти продуктів ZnO CdO P2O5 NH3 Вміст компонентів, %: 19,31 30,33 33,64 8,46 9,04 42,75 31,49 6,87 H2O 8,22 9,87 5 84248 6 Продовження таблиці 2 Мольні частки компонентів: продукт за прикладом 1 0,2372 0,2362 0,2370 0,4976 продукт за прикладом 2 0,1111 0,3329 0,2219 0,4041 Стехіометричні коефіцієнти компонентів у бр утто-формулі сполуки: продукт за прикладом 1 1,0 1,0 1,0 2,1 продукт за прикладом 2 0,5 1,5 1,0 1,82 Брутто-формула речовини за компонентним складом: продукт за прикладом 1 1,0ZnO·1,0CdO·P2O5 ·2,1NH3·1,9H2O продукт за прикладом 2 0,5ZnO·1,5CdO·P2O5 ·1,82NH3·2,47H2O Хімічна формула за речовинним складом: продукт за прикладом 1 Zn1,0Cd1, 0P2 O7·2,1NH3·1,9H20 продукт за прикладом 2 Zn0,5Cd1,5P2 O7·1,8NH3·2,5H2O В одержаних за прикладом 1-2 сполуках наявність координованого катіонами Zn2+ та Cd2+ аміаку підтверджено даними ІЧ спектроскопії. У табл. 3 0,4567 0,5483 1,9 2,47 наведені характерні частоти смуг поглинання координованих молекул NH3 на ІЧ спектрах продуктів. Таблиця 3 Частоти максимумів смуг поглинання NH3 на ІЧ спектрах аморфних подвійних пірофосфатів акваамінцинку-кадмію у порівнянні з вихідними Cd2P2O7·5H2O і Zn2P 2O7 ·5H2O Сполуки Максимуми характеристичних смуг поглинання NH3, см -1 Zn1,0Cd1,0P207 ·2,1NH3·1,93Н2О 3410-3135 с.ш. 1395 cл. 1340 пл. u as (NH 3 ) Zn0,5Cd1, 5P207 ·1,82NH3·2,47Н2О 3415-3140 с.ш. 1415ср. 1355 ел. u as (NH 3 ) Zn2P2O 7·5H2O Cd2P2O7·5H2 O відсутні відсутні Віднесення Y(H2O), ü ýd s (NH 3 ) þ Y(H2O), ü ýd s (NH 3 ) þ с. - сильна; ср. - середня; сл. - слабка; ш. - широка інтенсивна смуга поглинання; пл. - плече. Таким чином, на ІЧ спектрі аморфної подвійної сілі пірофосфату акваамінцинку-кадмію спостерігаються смуги поглинання в інтервалі 1395...1340см-1, характерні для координованої молекули аміаку, які відсутні на 14 спектрах ви хідних Cd2P2O7 ·5H 2O і Zn2P 2O7 ·5H2O, що співпадає Комп’ютерна в ерстка В. Клюкін також з результатами хімічного аналізу синтезованих сполук. Результати рентгенофазового аналізу показали, що синтезовані за вказаних умов пірофосфати акваамінцинку-кадмію є рентгеноаморфними. 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