Кристалічна потрійна сіль ортофосфату аквааміннікелю(іі)-цинку-кадмію та спосіб її одержання

1. Кристалічна потрійна сіль ортофосфату акваамінміді(II)-цинку-кадмію загальної формули Ni0,75Zn0,75Cd1,5(PO4)2.2,0NH3.2,9H2O. 2. Спосіб одержання кристалічної потрійної солі ортофосфату акваамінміді(ІІ)-цинку-кадмію за п. 1, у якому задане співвідношення між вмістом металів забезпечують розчиненням механічної суміші кристалічних Ni3(РО4)2.8Н2О, Zn3(PO4)2.4H2O і Сd3(РО4)2.5Н2О, взятих за мольного співвідношення NiO : ZnO : CdO = 0,75 : 0,75 : 1,5, у надлишку концентрованого водного розчину аміаку з подальшим осадженням твердої сполуки шляхом вливання аміачного розчину фосфатів до ацетону і її витримуванням на повітрі при 15-25 °С до повного тверднення та постійної маси. UA (21) a200802920 (22) 06.03.2008 (24) 25.09.2009 (46) 25.09.2009, Бюл.№ 18, 2009 р. (72) КОПІЛЕВИЧ ВОЛОДИМИР АБРАМОВИЧ, САВЧЕНКО ДМИТРО АНАТОЛІЙОВИЧ, ВОЙТЕНКО ЛАРИСА ВЛАДИСЛАВІВНА (73) НАЦІОНАЛЬНИЙ АГРАРНИЙ УНІВЕРСИТЕТ (56) UA 18821 U, 15.11.2006 UA 18900 U, 15.11.2006 UA 22481 U, 25.04.2007 UA 23516 U, 25.05.2007 UA 23924 U, 11.06.2007 US 3141732 A, 21.07.1964 C2 2 (19) 1 3 88234 речовини-аналогу лише одного двовалентного металу; недостатні умови для одержання індивідуальної сполуки, яка відноситься до потрійних солей за складом катіонів і одночасно до аквааміноортофосфатів координаційної будови. Винаходом ставиться завдання одержати у твердому стані потрійну сіль ортофосфату аквааміннікелю(II)-цинку-кадмію, що відноситься до координаційних солей за будовою комплексного катіону, у якій конденсований кристалічний стан можна регулювати співвідношення вмісту NiO:ZnO:CdO (моль:моль). Поставлене винаходом завдання досягається тим, що кристалічну потрійну сіль ортофосфату акваамінміді(II)-цинку-кадмію, що відноситься до координаційних солей за будовою комплексного катіону, загальної формули Ni0,75Zn0,75Cd1,5(PO4)2.2,0NH3.2,9H2O, одержують при заданому співвідношенні між вмістом металів шляхом розчинення механічної суміші кристалічних Ni3(РО4)2.8Н2О, Zn3(PO4)2.4H2O і Сd3(РО4)2.5Н2О, взятих за мольного співвідношення NiO : ZnO : CdO = 0,75 : 0,75 : 1,5, у надлишку концентрованого водного розчину аміаку з подальшим осадженням твердої сполуки шляхом вливання аміачного розчину фосфатів до ацетону і її витримуванням на повітрі при 15¸25°С до повного тверднення та постійної маси. Синтез виконують у такому порядку. Механічну суміш наважок фосфатів нікелю(ІІ), цинку та кадмію, взятих виходячи із заданого мольного співвідношення NiO:ZnO:CdO в цільовому 4 продукті, повністю розчиняють у мінімальній дозі концентрованого водного аміаку. Одержаний розчин вливають в ацетон, утворену маслянисту донну фазу синього кольору відділяють від маточного розчину і витримують на повітрі при 15¸25°С до повного тверднення та постійної маси. Одержують полідисперсні речовини світло-зеленого кольору, що відповідають брутто-формулі: 0,75NiO.0,75ZnO.1,5CdO.P2O5.2,0NH3.2,94H2O Приклад 1. В 25мл 25%-го водного аміаку розчиняють повністю при перемішуванні суміш 1,50г Ni3(PO4)2.8H2O (41,65% NiO), 1,18г Zn3(РO4)2.4Н2O (52,98% ZnO) і 1,98 г Сd3(РO4)2.5Н2O (63,08% CdO). Одержаний розчин вливають в 125 мл ацетону. Утворюється донна фаза у вигляді маслянистої рідини синього кольору, 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 світло-зеленого кольору, який за хімічним складом відповідає бруттоформулі 0,75NiO.0,75ZnO.1,5CdO.P2O5.2,0NH3.2,94H2O, молекулярна формула фосфату Ni0,75Zn0,75Cd1,5(PО4)2,0.2,0NH3.2,9H2O. Умови утворення кристалічного потрійного аквааміноортофосфату ніколу(II)-цинку-кадмію наведено в табл. 1. Таблиця 1 Утворення кристалічного ортофосфату аквааміннікелю(ІІ)-цинку-кадмію Мольне співвідношення NiO:ZnO:CdO у вихідній суміші Компонентний склад, мас. % NiO ZnO CdO P2O5 NH2 H2O Склад продуктів синтезу, їх відповідність вихідній суміші речовин та конденсований стан 1,5:0,75:0,75 21,07 11,37 17,99 26,65 11,07 11,77 Ni1,5Zn0,75Cd0,75(PO4)2,0.3,47NH3.3,48H2О (аморфний) 0,75:0,75:1,5 11,36 10,39 35,67 26,41 Ni0,75Zn0,75Cd1,5(PО4)2,0.2,0NH3.2,94H2О (кристалічний) 0,75:1,5:0,75 10,88 23,70 18,51 27,55 10,20 9,45 6,32 Виходячи з наведених в табл. 1 даних, головною умовою утворення кристалічної сполуки є збільшення в суміші фосфатів мольної частки CdO 9,84 Ni0,75Zn1,5Cd0,75(PО4)2,02.3,09NH3.2,70H2О (аморфний) до 1,5 моль із 3 моль загальних для всіх металів, а в інших випадках утворюються аморфні сполуки. Загальна формула синтезованої речовини встановлена за її хімічним складом (табл. 2). 5 88234 6 Таблиця 2 Визначення хімічної формули кристалічного потрійного ортофосфату аквааміннікелю(ІІ)-цинку-кадмію Показники складу речовини за прикладами Складові компоненти Компоненти продуктів NiO ZnO CdO P2O5 NH3 H2O 1 2 3 4 5 6 7 35,67 26,41 6,32 9,84 0,1860 0,3718 0,5467 2,0 2,94 Вміст компонентів, % за прикладом 1 10,39 11,36 Мольні частки компонентів за прикладом 1 0,1391 0,1395 0,2778 Стехіометричні коефіцієнти компонентів у брутто-формулі сполуки за прикладом 1 0,75 0,75 1,5 1,0 Брутто-формула речовини за компонентним складом 0,75NiO.0,75ZnO.1,5CdO.P2O5.2,0NH3.2,94H2O за прикладом 1 Хімічна формула за речовинним складом Ni0,75Zn0,75Cd1,5(PО4)2,0.2,0NH3.2,9H2О за прикладом 1 В одержаних сполуках наявність координованого катіонами Zn2+, Ni2+ і Cd2+ аміаку підтверджено даними 14 спектроскопії, тобто наявністю характерних смуг поглинання для координованих молекул NH3 на ІЧ спектрах продуктів. У табл. 3 наведено характерні частоти смуг поглинання координованих молекул NH3 на ІЧ спектрах продуктів. Таким чином, на 14 спектрі потрійної сілі ортофосфату аквааміннікелю(ІІ)-цинку-кадмію спостерігаються смуги поглинання в інтервалі 1465...1205см-1, характерні для координованої молекули аміаку, які відсутні на ІЧ спектрах вихідних Сd3(РО4)2.5Н2О, Ni3(РО4)2.8Н2О і Zn3(PO4)2.4H2O, що співпадає також з результатами хімічного аналізу сполук. Асиметричні і симетричні валентні коливання групи РO43- у області 1090...535 см"1 доводять присутність ортофосфатної групи і є наявними в ІЧ спектрах всіх досліджених сполук. За даними рентгенофазового аналізу синтезована за таких умов потрійна сіль ортофосфату аквааміннікелю(ІІ)-цинку-кадмію є кристалічною сполукою, яка задовільно індиціюється в ромбічній сингонії і характеризується наступними параметрами кристалічної ґратки: а = 0,5812, b = 0,8881, с = 0,5030 нм, a=b=g=90°, V=0,2596нм3. Таблиця 3 Частоти максимумів смуг поглинання NН3 на ІЧ спектрах потрійного ортофосфату аквааміннікелю(ІІ)-цинку-кадмію . . Ni0,75Zn0,75Cd1,5(PО4)2,0 2,0NH3 2,9H2O 3450с 3400-2950 с ш 1605 ер 1445 пл 1390сл 1335 пл 315 ел 1210сл 1045пл 1015с 965с 930с 685 ер 570 пл 540с 470 пл 420 сл c. - сильна; ср. - середня; сл. - слабка; пл. - плече Віднесення частот u(Н2O), uas(NH3) u(Н2O), das(NH3) ds(NH3) das(PO4), us(PO4), uas(POH), g(POH) rr(NH3), das(PO4) ds(PO4), u(M-O), u(M-N) 7 Комп’ютерна верстка Д. Шеверун 88234 8 Підписне 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. Київ – 42, 01601