Кристалічний гідратований подвійний аміачний дифосфат міді (іі)-кобальту (іі)

Кристалічний пдратований подвійний аміачний дифосфат міді (ІІ)-кобальту (II) формули Корисна модель відноситься до нових хімічних речовин координаційної будови, а саме сполук МІДІ (II), кобальту (II) з аміаком та йоном дифосфату в твердому стані формули СиСоРгОт ЗІМНз пН2О, де п=3-4. ОСКІЛЬКИ синтезована речовина містить елементи кобальт, мідь, азот і фосфор, що являються мікро- та макроелементами живлення рослин, то її можна використати у якості добрива або біологічно активної сполуки, а також в органічному синтезі як каталізатор. Відомий спосіб одержання аміачного дифосфату кобальту (III) [Spacu P., Vasilescu С О noua metoda gravimetnca de dozane a lonului pirofosfonc. An. Univ." C.I. Parhon". Ser. Stunt, natur., 1957, №13, pp.79-83], за яким сполуку складу [Co(NH3)6]NaP2O7 9H2O одержують наступним чином: до водного розчину, що містить дифосфатний аніон (0,02г-0,2г Р2О74"), додають концентрований розчин аміаку і 1%-ний розчин солі [Co(NH3)6](NO3)3, до якого попередньо добавлений етанол. При цьому одержують жовтий кристалічний осад, який через 15хв. фільтрують, промивають спочатку розчином, який містить 700мл води, 200мл 96%-го етанолу, 40мл 25%-го аміаку, 40мл 1%-го розчину [Со(Г\ІНз)б](НОз)з, а потім порціями по 5мл етиловим спиртом м (3-4 рази) і ефіром (по 5мл 3-4 рази), висушують у вакуум-ексікаторі до постійної маси Найбільш близьким за хімічною суттю і досягнутим результатом до корисної моделі, що перед , де п=3-4, що одночасно МІСТИТЬ макро-1 мікроелементи для живлення рослин, як тверда координаційна сполука МІДІ (II) - кобальту (П) індивідуального складу на основі використання вихідних фосфатів у вигляді суміші кристалічних Co 2 P 2 O 7 • 6Н2О та Си2Р2О75Н2О та газоподібного аміаку. бачається, є кристалічний пдратований аміачний дифосфат МІДІ (U) [Пат. 62782А С01В25/26 UA /Кристалічний пдратований аміачний дифосфат МІДІ та спосіб його одержання. - Бюл. №12, 15.12.2003]. За цим способом кристалічний пдратований аміачний дифосфат МІДІ загальної формули CU2P2O7 пг>ІНз тН 2 О, де п=1-3; т=1-5 одержували шляхом розчинення CU2P2O7 5НгО у надлишку 23-25%-го водного розчину аміаку, взятому із розрахунку 110-120% стехіометрично необхідної КІЛЬКОСТІ для утворення йонів [Си(ЫНз)4]2+, далі одержаний розчин вливали в ацетон, об'єм якого у 3-5 разів більший за об'єм аміачного розчину дифосфату МІДІ, суміш перемішували протягом 5-10хв. до утворення донної фази, яку потім ВІДДІЛЯЛИ від розчину і витримували при 15-25°С до її кристалізації та досягнення постійної маси. Недоліком відомого способу є те що під час проведення синтезу у водно-аміачному розчині за способом-прототипом відбувається інтенсивне окиснення Со 2 + в Со 3+ , внаслідок чого неможливо одержати подвійний аміачний дифосфат, що включає йон двовалентного кобальту. Речовинапрототип не відноситься до подвійних дифосфатів координаційної будови Наявність у складі речовини-прототипу лише одного мікроелементу Си, внаслідок чого вона є односпрямованою за дією на рослини чи каталітичні процеси. Корисною моделлю ставиться завдання одержати твердий подвійний пдратований аміачний О) о CD 6091 дифосфат МІДІ (ІІ)-кобальту (II) із мольним співвідношенням Co Cu=1,0 1,0 Поставлене завдання досягається тим, що кристалічний пдратований подвійний аміачний дифосфат МІДІ (II) - кобальту (II) формули CuCoP 2 O 7 3NH3 пН 2 О, де п=3-4, що одночасно МІСТИТЬ макро-1 мікроелементи для живлення рослин, як тверда координаційна сполука МІДІ (II) кобальту (II) індивідуального складу, на основі використання вихідних фосфатів у вигляді суміші кристалічних СО2Р2О7 6Н2О та CU2P2O7 5НгО та газоподібного аміаку Одержують дрібнокристалічну, полідисперсну речовину синьо-фіолетового кольору бруттоформули Сто CoO P2O5 3NH 3 (3-4)H 2 O Вихід продукту за вмістом МеО і РгО5 становить приблизно 100% Приклад Дрібнодисперсні наважки дифосфату МІДІ (II) масою 1,98г та дифосфату кобальту (II) масою 2,02г ретельно змішують і поміщають на чашку Петрі тонким шаром 1-Змм Далі чашку поміщають в ексікатор, на дні якого знаходиться суміш, що складається з розтертих солей NH4CI 1 КОН в масовому співвідношенні 1 1, та щільно закривають кришкою Наважку витримують в атмосфері аміаку протягом 24-36 годин при 15-25°С до повного м розчинення Далі чашку виймають з ексикатора і витримують на повітрі до постійної маси В результаті одержують полідисперсну речовину синьо-фюлетового кольору, яка містить, % (мас) СиО-19,4, СоО-17,5, Р2О5-34,1, NH3-13,0, Н2О-16,0 Аніонний склад продукту становить, % (вщн Р2О5) Р 2 О 7 4 -92,0, РО 4 3 -8,0 (ВИХІДНІ дифосфати міді (II) та кобальту (II) містили 5,4% (вщн) Р2О5 у вигляді РО 4 3 ) Брутто-формула речовини CuO CoO P 2 O 5 3,0NH3 4,0H2O, молекулярна формула СиСоР2О7 ЗІМНз 4Н 2 О Вихід продукту (за МеО) становить близько 100% Обґрунтування умов утворення твердого пдратованого аміачного дифосфату МІДІ (II) - кобальту (II) наведено в табл 1-2 В табл 1 наведено приклади одержання координаційних та подвійних солей кобальту(ІІ) їх порівняння дозволяє зробити висновок про те, що жодним із відомих способів неможливо одержати сполуку координаційної будови, яка містить одночасно в якості йонів-комплексоутворювачів Си (II) та Со (II) В табл 2 наведено обґрунтування оптимальних умов синтезу подвійного аміачного дифосфату міді (II) - кобальту (II) Зокрема, встановлена залежність складу продуктів реакції від мольних співвідношень Си Со у суміші ВИХІДНИХ дифосфатів ВІДПОВІДНИХ металів Дані, наведені у табл 2, свідчать, що індивідуальна сполука формується лише при мольному співвідношенні Си Со, рівному 1,0 1,0 При цьому вихід подвійного аміачного дифосфату МІДІ (II) - кобальту (II) майже стехіометричний (за МеО і Р2О5) ВІДПОВІДНО ДО даних, наведених в табл 1 та 2, оптимальні умови одержання твердого аміачного дифосфату МІДІ (II) - кобальту (II) наступні - використання у якості вихідних сполук Си 2 Р 2 О 7 5Н2О Та СО 2 Р 2 О 7 6Н2О, - насичення газоподібним аміаком суміші дифосфату кобальту (II) та дифосфату МІДІ (II) протягом 24-36 годин до її розчинення В результаті одержують полідисперсний порошок синьофюлетового кольору, який містить, % (мас ) СоО17,5, CuO-19,4, P2O5-34,1, NH3-13,0, H2O-16,0 АНІОННИЙ склад продукту становить, % (вщн P2Os) Р 2 О 7 4 -92,0, РО 4 3 -8,0 (ВИХІДНІ дифосфати МІДІ (II) та кобальту (II) містили 5,4% (вщн ) Р 2 О 5 у вигляді РО 4 3 ) Брутто-формула речовини Cuo CoO P 2 O 5 3,0NH3 4,0H2O, молекулярна формула CuCoP 2 O 7 3NH 3 4H2O Вихід продукту (за МеО) становить близько 100% За даними рентгенофазового аналізу синтезований за описаних умов твердий пдратований подвійний аміачний дифосфат МІДІ (II) - кобальту (II) складу СиСоРгО7 3NH 3 4НгО представлений однією фазою, тобто є індивідуальною сполукою з параметрами елементарної комірки кристалічної решітки моноклінної сингони а=11,064 А, Ь=12,674 А, с=10,408 A, V=1417,88 А 3 (табл 3) Таблиця 1 Приклади одержання координаційних та подвійних солей кобальту (II) № ВИХІДНІ реагенти з/п 1 2 Осаджувач Склад твердої фази 3 4 1 *Na 4 P 2 O 7 розчин [Co(NH 3 ) 6 ](NO 3 ) 3 (роз[Co(NH3)6]NaP2O7x9H2O чин), NH 3 Н2О (розчин) 2 *Na 4 P 2 O 7 розчин CoSO4 (розчин), NH 3 H2O (розчин) 3 *(МН4)4Р2О7розчин Co(NO 3 ) 3 (розчин) 4 (N Н 4 ) 4 Р 2 О 7 розчин Co(NO 3 ) 3 (розчин), NH3 Н2О (розчин) [Co(NH3)6]NaP2O7 9H2O (NH 4 ) 2 CoP 2 0 7 4H2O [Co(NH 3 ) 6 ]NH 4 P 2 O 7 9Н2О+ (NH 4 ) 2 CoP 2 O 7 4H 2 O Основна причина непридатності способу для досягнення мети корисної моделі 5 Окиснення Со*4 до Co d + при синтезі вихідного [Co(NH3)6KNO3)3 Окиснення Со 2 + до Со 3 + в процесі синтезу Неможливість утворення координаційної сполуки заданого складу Утворюється механічна суміш речовин 6091 Продовження таблиці 1 1 2 5 СО2Р2О7 6НгО (кристалічний) 6 3 Насичення ЫНз(газ) 4 Со2Р2О7 3,5ІЧНз5,5Н2О *Си2Р2О 5Н2О; NH 3 ; H2O Ацетон Cu 2 P 2 O3,1NH2,8H 2 O 7 *Со2Р2О7 6Н2О; NH 3 ; H2O Ацетон 8 Со2Р2О7 6Н2О (кристалічний), Насичення Cu2P2O7 5H2O (кристалічний) NH 3 (газ) 5 Один катіон у складі сполуки (відсутність Си (II)) ОДИН катіон у складі сполуки (відсутність Со (II)) Суміш речовин перемінного Окиснення Со 2 + в Со 3 + складу Утворюється цільовий CuCoP2O7 3NH 3 4H2O продукт * модель за прототипом чи аналогом Таблиця 2 Умови одержання твердого гідратованого подвійного аміачного дифосфату МІДІ (II) - кобальту (II) АНІОННИЙ Мольне ВИХІД співвідно- продукту № шення за з/п Си.Со у МеО, ВИХІДНІЙ % суміші ХІМІЧНИЙ склад продусклад, % кту, % мас. Р 2 О 5 (відн.) СоО СиО Р 2 О 5 NH 3 Н2О РО 4 3 ' 1 0,5:1,5 -100 9,0 28,5 33,5 13,1 15,9 2 3 1,0:1,0 1,5:0,5 -100 -100 17,5 19,4 34,1 13,0 16,1 8,0 9,5 ?6 9 Я4 0 1?? 17 Я 9,0 9,5 КІЛЬКІСТЬ фазу складі Склад продуктів (без урахування домітвердого шки моноформи РОд ", що міститься у продукту за вихідних СигР2О7 5Н 2 О та даними 4 Р 2 О 7 рентгеноСо 2 Р 2 О 7 6Н 2 О*) фазового аналізу 0,5(СоО) 1,5(СиО) Р 2 О 5 3,0NH 3 -3,7H 2 O 90,5 2 (механічна суміш двох речовин) 1 92,0 Соі, 0 Си 1 ,оР20 7 3,0NH 3 4,0H 2 O 91,0 2 1,5(СоО) 0,5(СиО) Р 2 О 5 3,0NH 3 4H 2 O */ ВИХІДНІ дифосфати кобальту та МІДІ МІСТЯТЬ 5,4% P2Os (відн.) домішки моноформи Р О / Таблиця З Рентгенограма гідратованого твердого подвійного аміачного дифосфату міді (ІІ)-кобальту (II) складу СиСоР 2 О 7 3,0NH3-4,0H2O № піку 1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 deKOl , А 2 12,4757 9,3061 7,9360 7,4681 6,9080 5,2929 4,8634 4,6808 4,5357 4,1048 3,9324 3,7127 3,3897 3,3355 3,2390 3,1317 3,0846 3,0272 2,9276 2,7088 2,6097 hkl Орозрахов , А І, % 3 4 12,3120 9,2600 7,9486 7,4770 6,9200 5,2986 4,8667 4,6840 4,6357 4,1040 3,9300 3,7147 3,3878 3,3394 3,2398 3,1324 3,0862 3,0277 2,9220 2,7097 2,6021 5 34 100 83 38 25 25 72 42 34 17 34 14 36 68 19 40 87 56 19 17 22 01 0 1 -1 0 01 1 1 01 1 -1 1 02 1 1 20 1 02 1 -1 2 030 1 -2 2 2-3 0 301 01 3 31 0 1 13 3-3 0 1 -4 1 2-13 4-2 0 004 6091 8 Продовження таблиці З 1 22 23 24 25 26 27 2 2,5716 2,3341 2,2756 2,1372 1,8918 1,6857 Комп'ютерна верстка В Мацело 3 232 1 -4 3 420 4-2 3 21 5 262 Підписне 4 2,5611 2,3380 2,2727 2,1356 1,8926 1,6853 5 23 70 22 19 19 13 Тираж 28 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 К и ї в - 4 2 , 01601