Кристалічний подвійний аквааміномонофосфат міді(ii)-цинку

Кристалічний подвійний аквааміномонофосфат міді(ІІ)-цинку, загальної формули Cu1,5 Zn1,5 3NH3 3,5H2O PO4 2, що одночасно містить макро- і мікроелементи живлення рослин, одержаний як тверда координаційна сполука міді(ІІ)-цинку індивідуального складу на основі використання вихідної механічної суміші кристалічних Cu3 PO4 2 3H2O та , Zn3 PO4 2 4H2O, взятих Корисна модель відноситься до нових хімічних речовин координаційної будови, а саме подвійних солей міді(ІІ)-цинку з аміаком та ортофосфатйоном у твердому стані загальної формули [Cu1,5Zn1,5 3NH3 3,5H2O](РO4)2. Оскільки синтезована речовина за своїм хімічним складом містить одночасно цинк, мідь, азот і фосфор, які є мікро- та макроелементами живлення рослин, то можна передбачати біологічну активність сполуки. Найбільш близьким за хімічною суттю і досягнутим результатом до корисної моделі, що пропонується, є кристалічний гідратований аміачний монофосфат цинку, одержаний розчиненням Zn3(РO4)2 4Н2О у надлишку 23-25%-го водного розчину аміаку та висолюванням комплексної сполуки з розчину шляхом додавання ацетону з наступним відділенням донної фази від розчину і витримуванням при 15-25°С до її кристалізації [Патент України №13103, С01В25/26. Кристалічний фосфат акваамінцинку як стимулятор росту кукурудзи і люпину білого та спосіб його одержання. Бюл. №1, 28.02.97]. Недоліком найближчого аналогу стосовно об'єкту, що заявляється, є: речовина-прототип не відносяться до подвійних монофосфатів координаційної будови; наявність у складі речовинипрототипу лише одного мікроелементу Zn робить їх односпрямованими за біологічною дією чи іншими корисними властивостями, наприклад, каталітичними. Корисною моделлю ставиться завдання отри мати індивідуальну тверду сполуку - подвійний акваамінофосфат міді(ІІ)-цинку. Поставлене корисною моделлю завдання досягається тим, що кристалічний подвійний аквааміномонофосфат міді(II)-цинку, загальної формули [Cu1,5Zn1,5 3NH3 3,5H2O](РO4)2, що одночасно містить макро- і мікроелементи живлення рослин, одержаний як тверда координаційна сполука міді(II)-цинку індивідуального складу на основі використання вихідної механічної суміші кристалічних Сu3(РO4)2·3Н2О та Zn3(РO4)2·4Н2О, взятих у кількостях, що відповідають мольному співвідношенню CuO:ZnO=1,0:1,0, концентрованого водного розчину аміаку та ацетону. Подвійний акваамінофосфат міді(ІІ)-цинку індивідуального складу загальної формули [Cu1,5Zn1,5 3NH3 3,5H2O](РO4)2, отримують, використовуючи у якості вихідних реагентів гідратовані монофосфати міді(ІІ) та цинку загальної формули Ме3(РO4)2·nН2O, концентрований водний розчин аміаку (23÷25%мас.) та ацетон. Для цього наважки дрібнодисперсних мофосфатів міді(ІІ) та цинку, взятих в мольному співвідношенні за вмістом йонів металів 1,0:1,0, змішують між собою та повністю розчиняють у надлишку 23-25%-го водного розчину аміаку, взятого у 110-120%-ному надлишку від стехіометричнo розрахованої кількості. Далі до аміачного розчину монофосфатів міді(ІІ) та цинку додають ацетон, об'єм якого у 3-5 разів більший за об'єм аміачного розчину. Утворену маслянисту донну фазу темно-синього кольору відділяють від маточного розчину і витримують на повітрі при (19) UA (11) 18822 (13) U у кількостях, що відповідають мольному співвідношенню CuO:ZnO=1,0:1,0 концентрованого водного розчину аміаку та ацетону. 3 18822 4 15÷25°С до повного тверднення та постійної маси. ню маслянисту темно-синього кольору фазу віддіОдержують дрібнокристалічну, полідисперсну реляють від маточного розчину і витримують на повічовину темно-синього кольору брутто-формули: трі при 15÷25°С до повного тверднення та постій1,47CuO·1,49ZnO·P2O5·3NH3·3,5H2O. Вихід продукної маси. Одержують речовину темно-синього ту за вмістом МеО і Р2О5 становить близько 100%. кольору, яка за хімічним складом відповідає брутПриклад. Наважки дрібнодисперсних монофото-формулі речовини сфату міді(ІІ) масою 0,797г та монофосфату цинку 1,47CuO·1,49ZnO·P2O5·3NH3·3,5H2O або молекумасою 0,858г (мольне співвідношення лярній формулі Cu1,5Zn1,5(РO4)2 3NH3 3,5H2O. ОбCuO:ZnO=1,0:1,0) змішують і до механічної суміші ґрунтування умов утворення твердого акваамінододають 25мл 25%-го водного розчину аміаку. фосфату міді(II)-цинку наведено в табл.1, 2. Розмішують суспензію до повного розчинення наЗагальна формула синтезованої речовини встановажок монофосфатів. Далі отриманий аміачний влена за її хімічним складом (таблиця 1). розчин вливають до 75мл ацетону. Верхній шар маточного розчину зливають декантацією, а нижТаблиця 1 Визначення хімічної формули гідратованого аміачного ортофосфату міді(ІІ) цинку Компоненти продуктів СuО ZnO Р2O5 NН3 Н2O 23,48 24,31 28,39 10,57 13,22 23,93 24,57 28,56 10,26 12,68 1,47 1,49 1 3 3,5 1,47CuO·1,49ZnO·P2O5·3NH3·3,5H2O [Cu1,5Zn1,5 3NH3 3,5H2O](РO4)2 Показники складу речовини за прикладом Вміст компонентів, % Мольні частки компонентів Стехіометричні коефіцієнти компонентів у брутто-формулі сполуки Брутто-формула речовини за компонентним складом Хімічна формула за речовинним складом В таблиці 2 наведено обґрунтування умов утворення подвійного амікваамінофосфату міді(ІІ)цинку індивідуального складу. Зокрема, встановлена залежність складу продуктів реакції від мольних співвідношень CuO:ZnO у суміші вихідних монофосфатів відповідних металів. Дані, наведені у таблиці 2, свідчать, що індивідуальна сполука формується лише при мольному співвідношенні CuO:ZnO=1,0:1,0. Таблиця 2 Умови утворення твердого подвійного аквааміномонофосфату міді(II)-цинку Хімічний склад продукту, % мас. Вихід продукту за МеО, ZnO % Кількість фаз у складі твердого продукту за даними рентгенофазового аналізу № з/п Мольне співвідношення Сu:Zn у вихідній суміші 1 2,5:0,5 ~100 8,45 41,06 29,44 12,75 9,32 2 2 1,0:1,0 ~100 24,31 23,48 28,39 10,57 13,22 1 3 0,5:2,5 ~100 41,62 8,24 29,03 10,45 10,67 2 СuО Р2O5 Відповідно до наведених у таблиці 1 та 2 даних, головними умовами утворення сполуки індивідуального складу - подвійного кристалічного акваамінофосфату міді(II)-цинку - є обов'язкове використання у якості вихідних реагентів суміші Сu3(РO4)2·3Н2O та Zn3(РO4)2·4Н2О, взятих у мольному співвідношенні CuO:ZnO=1,0:1,0. NH3 Н2O Склад продуктів Zn0,5Cu2,49(PO4)2·3,6NH3·2,5H2O (механічна суміш двох речовин) Cu1,47Zn1,49(PO4)2·3NH3·3,5H2O Zn2,50Сu0,51(РO4)2·3H3·3Н2O (механічна суміш двох речовин) Координаційну структуру одержаних сполук підтверджують дані 14 спектроскопії. У таблиці 3 наведені частоти смуг поглинання на 14 спектрах вихідних Сu3(РO4)2·3Н2O та Zn3(РO4)2·4Н2О і синтезованого [Cu1,5Zn1,5 3NH3 3,5H2O](РO4)2 тa їх віднесення. 5 18822 6 Таблиця 3 Частоти (см-1) максимумів смуг поглинання на ІЧ спектрах вихідних Сu3(РO4)2·3Н2O, Zn3(РO4)2·4Н2О і [Cu1,5Zn1,5 3NH3 3,5H2O](РO4)2 Сu3(РO4)2·3Н2O 1 Zn3(РO4)2·4Н2О 2 [Cu1,5Zn1,5 3NH3 3,5H2O](РO4)2 3 3455-3150с.ш. 3480-3140с.ш. 3390-3120с. 1590ср. 1670пл. 1633пл. 1625ср. 1600ср. – – 1640пл. 1620пл. 1600ср. 1570пл. 1460пл. 1420cл. 1390пл. 1135с. 1087с. 1035с. 1012с. 1000пл. 970с. 945пл. – 993с. 942с. 1260пл. 1220ср. 1020с. 980пл. 940пл. 720cл. 700cл. Смуги віднесення 4 (H2O), as(NH3) (H2O), as(NH3) s(NH3) as(PO4) s(PO4) s(PO4) r(NH3) 605с. 600с. 585пл. 555с. 590ср. 525с. 540ср. 480ср. as(PO4) 420cл. 530с. 510пл. s(PO4) (Me-N) 465пл. (Me-O) 460cл. 420cл. С. - сильна; ср. - середня; cл. - слабка; ш. - широка інтенсивність смуги поглинання; пл. – плече. За даними рентгенофазового аналізу (таблиця 4), синтезований за описаних умов кристалічний подвійний аквааміномонофосфат міді(II)цинку складу [Cu1,5Zn1,5 3NH3 3,5H2O](РO4)2 представлений однією фазою, тобто є індивідуальною сполукою з параметрами елементарної комірки кристалічної решітки моноклинної сингонії: a  9,98(69) A , b  9,98(69) A V 3 1318,93 A (таблиця 4). c  13,22( 41) A 7 18822 8 Таблиця 4 Рентгенограма подвійного аквааміномонофосфату міді(ІІ)-цинку складу [Cu1,5Zn1,5 3NH3 3,5H2O](РO4)2 № піку  dексп, А hkl  dрозрахов., А %-d(d) 1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 2 7,03010 6,58380 4,98410 4,81780 3,98190 3,69810 3,53020 3,30570 3,15740 3,11570 2,99510 2,85100 2,75990 2,71280 2,55790 2,49860 2,41550 2,34280 2,28110 2,23460 2,21930 2,12460 2,10630 1,97650 1,91530 1,87410 1,79160 1,76910 1,68780 1,65640 1,54100 1,52190 1,47120 3 110 002 200 112 202 212 220 203 310 222 114 312 320 321 322 400 410 330 412 420 332 422 116 431 432 512 522 440 514 600 622 542 543 4 7,06177 6,61204 4,99343 4,82658 3,98477 3,70104 3,53089 3,30463 3,15812 3,11461 2,99415 2,84975 2,76985 2,71102 2,55475 2,49671 2,42217 2,35392 2,27437 2,23313 2,21759 2,11572 2,10392 1,97497 1,91204 1,87793 1,78561 1,76544 1,68507 1,66448 1,53587 1,51802 1,47036 5 -0,450 -0,428 -0,187 -0,182 -0,072 -0,079 -0,019 0,032 -0,023 0,035 0,032 0,044 -0,360 0,065 0,123 0,076 -0,276 -0,474 0,296 0,066 0,077 0,419 0,113 0,077 0,171 -0,204 0,335 0,207 0,162 -0,486 0,333 0,255 0,057 Комп’ютерна верстка В. Мацело Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601