Гідратований аміачний змішаний ортопірофосфат цинку-нікелю (іі) та спосіб його одержання

1. Гідратований аміачний змішаний ортопірофосфа т цинку-нікелю (II) загальної формули Zn0,4 3 83768 шляхом розчинення суміші гідратованих пірофосфату цинку Zn2P2 O7·5H2 O і ортофосфату нікелю Ni3(РO4)2·8Н2 O, взятих за заданим мольним співвідношенням між фосфатними аніонами в цільовому продукті, у надлишку концентрованого водного розчину аміаку (23÷25% мас.) з подальшим осадженням твердої сполуки додаванням ацетону і її витримуванням на повітрі при 15÷25°С до повного тверднення та постійної маси. Гідратований аміачний змішаний ортопірофосфат цинку і нікелю(ІІ) із заданим мольним співвідношенням між РО43- і Р 2O7 4- одержують шляхом розчинення суміші гідратованих пірофосфат цинку і ортофосфату нікелю, взятих ви ходячи із заданого мольного співвідношення між фосфатними аніонами в цільовому продукті, розчиняють у мінімальній дозі концентрованого водного аміаку до досягнення повного розчинення механічної суміші. Одержаний розчин вливають в ацетон, а утворену при цьому маслянисту донну фазу блакитного кольору відділяють від маточного розчину і витримують на повітрі при 15÷25°С до повного тверднення та постійної маси. Одержують полідисперсні речовини блакитного кольору. Приклад 1. Наважки пірофосфату цинку (46,79% ZnO) масою 0,400г та ортофосфату нікелю (41,94% NiO) масою 1,785г (мольне співвідношення РO43-:Р2O 74-=1,0:0,17) перемішують разом і одержану механічну суміш розчиняють в 15мл водного аміаку (23÷25% мас. NН3). Одержаний розчин вливають в 50мл ацетону. Донну фазу, що утворилася у вигляді маслянистої рідини синього кольору, відділяють від маточного розчину і витримують при 15÷25°С до повного тверднення, а далі висушують осад на повітрі до постійної маси. Одержують полідисперсний порошок темно - блакитного кольору, який за хімічним складом відповідає брутто-формулі речовини 0,55ZnO·2,20NiO·P2O5·1,04NH3·7,14H2O або моле 4 кулярній формулі речовини Zn0,37Ni1,50(PO4) 1,00(P2 O7) 0,17·0,7NH3·4,8H2O. Приклад 2. Наважки пірофосфату цинку (46,79% ZnO) масою 0,800г та ортофосфату нікелю (41,94% NiO) масою 1,339г (мольне співвідношення РO43-:Р2O 74-=1,0:0,50) перемішують разом і одержану механічну суміш розчиняють в 15мл водного аміаку (23÷25% мас. NН3). Одержаний розчин вливають в 50мл ацетону. Донну фазу, що утворилася у вигляді маслянистої рідини синього кольору, відділяють від маточного розчину і витримують при 15÷25°С до повного тверднення, а далі висушують осад на повітрі до постійної маси. Одержують полідисперсний порошок темноблакитного кольору, який за хімічним складом відповідає брутто-формулі речовини 1,00ZnO·1,50NiO·P2O5·2,61NH3·5,03H2O або молекулярній формулі речовини Zn1,00Ni1,50(PO4) 1,00(P2 O7) 0,50·2,6NH3·5,0H2O. Приклад 3. Наважки пірофосфату цинку (46,79% ZnO) масою 1,100г та ортофосфату нікелю (41,94% NiO) масою 1,227г (мольне співвідношення Р043-:Р2O74-=1,0:0,75) перемішують разом і одержану механічну суміш розчиняють в 15мл водного аміаку (23÷25% мас. NН3). Одержаний розчин вливають в 50мл ацетону. Донну фазу, що утворилася у вигляді маслянистої рідини синього кольору, відділяють від маточного розчину і витримують при 15÷25°С до повного тверднення, а далі висушують осад на повітрі до постійної маси. Одержують полідисперсний порошок блакитного кольору, який за хімічним складом відповідає брутто-формулі 1,20ZnO·1,20NiO·P2O5·2,77NH3·4,38H2O або молекулярній формулі речовини Zn1,50Ni1,50(PO4) 1,00(P2 O7) 0,75·3,5NH3·5,5H2O. Загальна формула синтезованої речовини встановлена за її хімічним складом (табл. 1). Таблиця1 Визначення хімічної формули гідратованого аміачного змішаного ортопірофосфату цинку і нікелю (ІI) Показники складу 1 продукт за прикладом 1 продукт за прикладом 2 продукт за прикладом 3 продукт за прикладом 1 продукт за прикладом 2 продукт за прикладом 3 Компоненти продуктів P2O5 ZnO NiO РO43-* P2074-* 2 3 4 5 Вміст компонентів, %: 28,71 8,98 33,24 75,38 24,62 30,26 17,52 23,88 52,40 47,60 31,11 21,41 19,73 43,35 56,65 Мольні частки компонентів: 0,2023 0,1104 0,4451 0,1525 0,0498 0,2132 0,2153 0,3198 0,1117 0,1015 0,2192 0,2630 0,2641 0,0950 0,1242 NH3 Н2O 6 7 3,57 26,02 9,46 19,29 10,33 17,29 0,2099 1,4456 0,5564 1,0717 0,6076 0,9606 5 83768 6 Продовження таблиці 1 Стехіометричні коефіцієнти компонентів у бр утто-формулі сполуки: продукт за прикладом 1 0,55 2,20 1,00 1,0 7,1 продукт за прикладом 2 1,00 1,50 1,00 2,6 5,0 продукт за прикладом 3 1,20 1,20 1,00 2,8 4,4 Брутто-формула речовини за компонентним складом: продукт за прикладом 1 0,55ZnO·2,20NiO·P2O5·1,04NH3·7,14H2O продукт за прикладом 2 1,00ZnO·1,50NiO·P2O5·2,61NH3·5,03H2O продукт за прикладом 3 1,20ZnO·1,20NiO·P2O5·2,77NH3·4,38H2O 1 2 3 4 5 6 7 Стехіометричні коефіцієнти йонних та молекулярних складових у хімічній формулі речовини продукт за прикладом 1 0,55 2,20 1,50 0,25 1,04 7,14 продукт за прикладом 2 1,00 1,50 1,00 0,50 2,61 5,03 продукт за прикладом 3 1,50 1,50 1,00 0,75 3,46 5,47 Хімічна формула за речовинним складом: продукт за прикладом 1 Zn0,37Ni1,50(PO4) 1,00(P2 O7) 0,17·0,7NH3·4,8H2O продукт за прикладом 2 Zn1,00Ni1,50(PO4) 1,00(P2 O7) 0,50·2,6NH3·5,0H2O продукт за прикладом 3 Zn1,50Ni1,50(PO4) 1,00(P2 O7) 0,75·3,5NH3·5,5H2O *розподіл Р2О5, відн.% В одержаних за прикладом 1-3 сполуках наявність координованого катіонами Zn2+ та Ni2+ аміаку підтверджено даними ІЧ спектроскопії. У табл. 2 наведені характеристичні частоти смуг поглинання координованих молекул NH3 на ІЧ спектрах продуктів і вказано на їх відсутність у вихідних Zn2P2O 7·5H2O і Ni3(РO4) 2·8Н2O. Таблиця 2 Частоти максимумів смуг поглинання NH3 на ІЧ спектрах рентгеноаморфних гідратованих аміачних змішаних ортопірофосфатів цинку-нікелю(ІІ) Сполуки Максимуми характеристичних смуг поглинання NН3, см -1 Віднесення Zn0,37Ni1,50(PO4) 1,00(P2 O7) 0,17·0,7NH3·4,8H2O 3445пл. 1430ср. 1390ср. 1230пл. u (NH3 ) ü as ï ý ï das (NH3 ) þ Zn1,00Ni1,50(PO4) 1,00(P2 O7) 0,50·2,6NH3·5,0H2O 3430пл. 1445ср. 1385cл. 1240пл. u (NH3 ) ü as ï ý ï das (NH3 ) þ Zn1,50Ni1,50(PO4) 1,00(P2 O7) 0,75·3,5NH3·5,5H2O 3440пл. 1435сл. 1380ср. 1235сл. u (NH3 ) ü as ï ý ï das (NH3 ) þ Zn2P2O 7·5H2O Ni3(РO4)2·8Н2 O відсутні відсутні с. - сильна; ср. - середня; сл. - слабка; ш. - широка інтенсивна смуга поглинання; пл. - плече. Таким чином, на ІЧ спектрі солі цинку і нікелю (ІІ) з аміаком та ортофосфатним і пірофосфатним ионами спостерігаються смуги поглинання в інтервалі 1450-1230см-1, характерні для координованої молекули аміаку, які відсутні на ІЧ спектрах ви хідних пірофосфату цинку і ортофосфату нікелю, що співпадає також із даними щодо складу речовин, одержаними за результатами їх хімічного аналізу. Асиметричні і симетричні валентні коливання групи РО43- і Р2 О7 4- у області 1090-535см -1 доводять присутність орто- та пірофосфатної груп і є наявними в ІЧ спектрах досліджених сполук. 7 83768 За даними рентгенофазового аналізу всі синтезовані за таких умов гідратовані аміачні змішані ортопірофосфати цинку-нікелю (ІІ) у твердому Комп’ютерна в ерстка В. Клюкін 8 стані індивідуального складу загальної формули Zn0,4-1,5Ni1,5(PO4) 1,0(P 2O 7)0,17-0,75 ·n(NH3)·m(H2O), де n=0,7÷3,5; m=4,8÷5,5 - рентгеноаморфні. 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