Твердий гідратований потрійний аміачний пірофосфат нікелю (іі)-міді(іі)-кадмію та спосіб його одержання

1. Твердий потрійний гідратований аміачний пірофосфат нікелю(ІІ)-купруму(ІІ)-кадмію загальної формули NixCuyCd2-(х+у)Р2О7·nNН3 mН2О, де х=0,30-0,40; у=1,20-1,50; n=2,5-3,5; m=2-3,5, що одночасно містить іони нікелю(ІІ), купруму(ІІ) і кадмію, пірофосфату, аміак та воду в одній молекулі. 2. Спосіб одержання твердого потрійного гідратованого аміачного пірофосфату нікелю(ІІ)купруму(ІІ)-кадмію за п. 1, який відрізняється тим, що включає взаємодію пірофосфатів металів з аміаком, а для одержання твердої потрійної солі координаційної будови вихідні пірофосфати беруть у вигляді механічної суміші кристалічних Ni2P2O7·6Н2О, Сu2Р2О7·5Н2О та Cd2P2O7 4H2O, розчиняють у концентрованому розчині аміаку та осаджують одержаний продукт ацетоном. UA (21) a200807599 (22) 03.06.2008 (24) 11.05.2010 (46) 11.05.2010, Бюл.№ 9, 2010 р. (72) КОПІЛЕВИЧ ВОЛОДИМИР АБРАМОВИЧ, САВЧЕНКО ДМИТРО АНАТОЛІЙОВИЧ, ВОЙТЕНКО ЛАРИСА ВЛАДИСЛАВІВНА, ЖИЛЯК ІВАН ДМИТРОВИЧ (73) НАЦІОНАЛЬНИЙ АГРАРНИЙ УНІВЕРСИТЕТ (56) UA 8390, 15.08.2005, U UA 12459, 15.02.2006, U UA 6090, 15.04.2005, U UA 8398, 15.08.2005, U UA 23974, 11.06.2007, U UA 12459, 15.02.2006, U UA 6090, 15.04.2005, U Войтенко Л.В., Жиляк И.Д., Копилевич В.А. (Национальный аграрный университет, Киев, Украина) Двойные гидратированные аммиачные дифосфа C2 2 (19) 1 3 90560 4 або міді та кадмію, що робить її менш універсальвливають в 135мл ацетону. Утворюється донна ними за дією на такі фізико-хімічні процеси як кафаза у вигляді маслянистої рідини синього кольоталіз, люмінесценція тощо, а також недостатні ру, яку далі відділяють від маточного розчину і умови для забезпечення одержання індивідуальвитримують при 15 25°С до стану тверднення. ної сполуки, яка відноситься до потрійних пірофоВисушування осаду на повітрі триває до його поссфатів координаційної будови. тійної маси. Винаходом ставиться завдання одержати твеВ результаті здійснення даного способу одеррдий потрійний гідратований аміачний пірофосфат жують полідисперсний порошок зеленого кольору. нікелю(II)-купруму(II)-кадмію, в якому можна регуБрутто-формула речовини лювати співвідношення вмісту Ni2+:Zn2+:Cd2+ в ме0,30NiO 1,50CuO 0,20CdO P2O5 3,5NH3 2,0H2O, жах їх мольних частокмолекулярна формула – (0,30 0,40):(1,20 1,50):(0,20 0,40). Ni0,30Cu1,50Cd0,20P2O7 3,5NH3 2,0H2O. Поставлене винаходом завдання досягається Приклад 2. В 40мл 23%-го розчину аміаку повтим, що потрійний гідратований аміачний пірофоністю розчиняють при перемішуванні 1,10г твердосфат нікелю(II)-купруму(II)-кадмію, загальної форго Ni2P2O7 6H2O(37,0% NiO), 4,00г твердого мули NixCuyCd2-(x+y)P2O7 nNH3 mH2O, де х=0,30Cu2P2O7 5H2O(40,22% CuO) та 0,29г твердого 0,40; у=1,20-1,50; n=2,5-3,5; m=2-3,5, як тверду Cd2P2O7 4H2O (54,5% CdO). Одержаний розчин сполуку індивідуального складу та координаційної вливають в 120мл ацетону. Утворюється донна будови одержують на основі використання вихідфаза у вигляді маслянистої рідини синього кольоної механічної суміші кристалічних Ni2P2O7 6H2O, ру, яку далі відділяють від маточного розчину і Cu2P2O7 5Н2О та Cd2P2O7 4H2O, концентрованого витримують при 15 25°С до стану тверднення. розчину аміаку і ацетону. Висушування осаду на повітрі триває до його посСинтез виконують за такої послідовності опетійної маси. рацій: наважки пірофосфатів нікелю цинку та кадВ результаті здійснення даного способу одермію взятих, виходячи із заданого мольного співвіджують полідисперсний порошок зеленого кольору. ношення Ni2+:Cu2+:Cd2+ в цільовому продукті, Брутто-формула речовини повністю розчиняють у концентрованому водному 0,35NiO 1,40CuO 0,25CdO P2O5 3,0NH3-2,0H2O, аміаку (23 25% мас), взятому у кількості, що відмолекулярна формула – повідає дозі 120% від стехіометрично необхідної Ni0,35Cu1,40Cd0,25P2O7 3,0NH3 2,0H2O. для утворення йонів тетрааміннікелю(II), тетрааміПриклад 3. В 45мл 23%-го розчину аміаку повнкупруму(ІІ) та тетраамінкадмію, як встановлено в ністю розчиняють при перемішуванні 1,440г тверспособі прототипі. Одержаний розчин вливають в дого Ni2Р2О7 6Н2О(37,0% NiO), 4,000г твердого ацетон, об'єм якого у 3 рази більший за об'єм одеCu2P2O7 5H2O(40,22% CuO) та 0,984г твердого ржаного аміачного розчину, як встановлено в споCd2P2O7 4H2O(54,5% CdO). Одержаний розчин собі-прототипі. При цьому формується донна фаза вливають в 125мл ацетону. Утворюється донна у вигляді маслянистої рідини інтенсивно синього фаза у вигляді маслянистої рідини синього кольокольору. Маточний розчин зливають і донну фазу ру, яку далі відділяють від маточного розчину і витримують на повітрі при 15 25°С до повного витримують при 15 25°С до стану тверднення. тверднення та досягнення постійної маси. ОдерВисушування осаду на повітрі триває до його посжують дисперсну речовину зеленого кольору, тійної маси. брутто-формули: В результаті здійснення даного способу одерNixCuyCd2-(x+y)P2O7 nNH3 mH2O, де х=0,30жують полідисперсний порошок зеленого кольору. 0,40; у=1,20-1,50 n=2,5-3,5; m=2-3,5.Брутто-формула речовини Приклад 1. В 45мл 23%-го розчину аміаку пов0,40NiO 1,20CuO 0,40CdO P2O5 2,5NH3 3,5H2O, ністю розчиняють при перемішуванні 0,870г твермолекулярна формула дого Ni2P2O7 6Н2О(37,0% NiO), 4,000г твердого Ni0,40Cu1,20Cd0,40P2O7 2,5NH3 3,5H2O. Cu2P2O7 5H2O (40,22% CuO) та 0,215г твердого Загальна формула синтезованої речовини Cd2P2O7 4H2O(54,5% CdO). Одержаний розчин встановлена за її хімічним складом (табл.1). Таблиця 1 Визначення хімічної формули твердого гідратованого потрійного аміачного пірофосфату нікелю(ІІ)-купруму(II)-кадмію Показники складу речовини за прикладами Складові компоненти За прикладом 1 За прикладом 2 За прикладом 3 Компоненти продуктів NiO CuO CdO Вміст компонентів, % 5,53 29,46 6,34 6,56 27,92 8,05 7,05 22,50 12,11 P2O5 NH3 H2O 35,07 35,61 33,48 14,70 12,80 10,03 8,89 90,3 14,86 5 90560 6 Продовження таблиці 1 Показники складу речовини за прикладами Складові компоненти За прикладом 1 За прикладом 2 За прикладом 3 За прикладом 1 За прикладом 2 За прикладом 3 За прикладом 1 За прикладом 2 За прикладом 3 За прикладом 1 За прикладом 2 За прикладом 3 Компоненти продуктів NiO CuO CdO P2O5 NH3 Мольні частки компонентів 0,0740 0,3706 0,0779 0,2471 0,8647 0,0878 0,3511 0,0989 0,2509 0,7529 0,0943 0,2830 14,88 0,2359 0,5900 Стехіометричні коефіцієнти компонентів у брутто-формулі сполуки 0,30 1,50 0,20 1,0 3,5 0,35 1,40 0,25 1,0 30, 0,40 1,20 0,40 1,0 2,5 Брутто-формула речовини за компонентним складом 0,30NiO 1,50CuO 0,20CdO P2O5 3,5NH3 2,0H2O 0,35NiO 1,40CuO 0,25CdO P2O5 3,0NH3 2,0H2O 0,40NiO 1,20CuO 0,40CdO P2O5 2,5NH3 3,5H2O Хімічна формула за речовинним складом Ni0,30Cu1,50Cd0,20P2О7 3,5NH3 2,0H2О Ni0,35Cu1,40Cd0,25P2О7 3,0NH3 2,0H2О Ni0,40Cu1,20Cd0,40P2О7 3,5NH3 3,5H2О За даними рентгенофазового аналізу Ni0,30Cu1,50Cd0,20P2О7 3,5NH3 2,0H2О має ромбічний тип кристалічної ґратки з наступними параметрами елементарної комірки: а=8,562(1) Å, H2O 0,4939 0,5017 0,8256 2,0 2,0 3,5 b=17,038(2) Å, с=18,896(4) Å, V=2756,5 Å3, тобто є індивідуальною сполукою з наступними міжплощинними відстанями (табл.2), а решта синтезованих сполук - ізоструктурні вищеописаній речовині. Таблиця 2 Рентгенограма твердого гідратованого потрійного аміачного пірофосфату нікелю(II)-купруму(ІІ)-кадмію Ni0,30Cu1,50Cd0,20P2О7 3,5NH3 2,0H2О № піку 1 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22. 23. 2Θ градуси 2 011 101 102 031 122 132 114 043 025 134 143 116 243 251 252 331 146 341 171 343 431 259 3 1 10 Координаційну будову одержаної солі підтверджено даними ІЧ спектроскопії (табл.3). Наявність координованого d-металами аміаку іденти d,Å I/I0,% 3 7,36 11,12 13,71 16,22 17,40 20,97 22,24 25,24 25,86 26,74 27,34 30,82 32,86 33,94 35,04 35,65 37,03 38,30 38,74 40,56 45,52 55,71 58,85 4 12,005 7,954 6,457 5,465 5,097 4,236 3,997 3,528 3,445 3,333 3,261 2,901 2,725 2,641 2,561 2,518 2,427 2,349 2,324 2,224 1,992 1,649 1,569 фіковано за смугою поглинання при 1260см-1, що відповідає симетричним деформаційним коливанням NH3. Одночасно в спектрах гідратованого 7 90560 8 аміачного пірофосфату нікелю(ІІ)-купруму(ІІ)Наявність цього водневою зв'язку і викликає кадмію фіксуються дві смуги поглинання при зміщення смуги поглинання, яка відповідає симе1400см-1 і 1475см-1, які свідчать, що у складі спотричним деформаційним коливанням NH3 в столуки знаходяться молекули аміаку пов'язані не рону більш високих частот. Наявність стехіометтільки з центральним іоном металомричної кількості пірофосфатних аніонів у складі 4комплексоутворювачем, а й з аніоном Р2О7 або сполуки доведено також даними ІЧ спектроскопії з координованою водою за допомогою додатко(табл. 3) та за результатами хімічного аналізу вого водневого зв'язку. речовинного складу одержаних комплексних солей (табл. 1). Таблиця 3 Інфрачервона спектроскопія гідратованого потрійного аміачного пірофосфату нікелю(ІІ)-купруму(ІІ)-кадмію Ni0,30Cu1,50Cd0,20P2О7 3,5NH3 2,0H2О Ni0,35Cu1,40Cd0,25P2О7 3,0NH3 2,0H2О Ni0,40Cu1,20Cd0,40P2О7 3,5NH3 3,5H2О Віднесення частот 3400-3100 с.ш.п. H2O , NH 3 H2O , 1675 пл. 1610 ср. 1475 ср. 1400 пл. 1260 пл. 1140 с. 1085 с. 1020 пл. 895 as as NH3 s s as s 720 as 560 ср. s 470 пл. 440 пл. NH 3 NH 3 PO 3 P2O7 PO 3 PO POP P2O7 OPO M N, M O с - сильна; ср. - середня; сл. - слабка; ш. - широка інтенсивна смуга поглинання; пл. - плече 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