CC BY
4Key words: complexation, iron(III), 1-phenyl-2,3-dimethylpyrazoline-5-thion, stability constant, thermodynamic functions, potentiometric titration, formation function.
Сведения об авторах:
Мабаткадамзода Кимё Сабзкадам - кандидат химических наук, доцент кафедры неорганической химии Таджикского национального университета. Тел: (+992) 935436503. E-mail: kimyo84 @ mail.ru
Сафармамадзода Сафармамад Муборакшо - Таджикский национальный университет, доктор химических наук, профессор кафедры неорганической химии. Адрес:734025, Республика Таджикистан, г.Душанбе, проспект Рудаки,17. E-mail: sash65@ mail.ru. Тел: (+992) 935870404.
Рахматуллоев Бадридин Кудбудинович- старший научный сотрудник научно-исследовательского института Таджикского национального университета. Тел: (+992) 931759090. E-mail: [email protected].
About the authors:
Mabatkadamzoda Kimyo Sabzkadam - Candidate of Chemical Sciences, Associate Professor of the Department of Inorganic Chemistry, Tajik National University. Phone: (+992) 935436503. E-mail: kimyo84 @ mail.ru
Safarmamadzoda Safarmamad Muboraksho - Doctor of Chemistry, Professor of the Department of Inorganic Chemistry, Tajik National University. Address: 734025, Republic of Tajikistan, Dushanbe, Rudaki Avenue, 17. E-mail: sash65 @ mail.ru. Phone: 935870404.
Rakhmatulloev Badridin Kudbudinovich - Senior Researcher at the Research Institute of Tajik National University. Phone: (+992) 931759090. E-mail: [email protected].
УДК 546. 16
ИССЛЕДОВАНИЕ СИСТЕМЫ CsF - NiF2 - HCOOH - H2O ПРИ 25 оС
Юнусов М.М., Охунова У.Р.
Худжандский государственный университет им. академика Б. Гафурова
Дифторид никеля и его фторокомплекс (двойной фторид) с фторидом цезия обладают уникальными физико - химическими свойствами и широко применяются в различных областях современной науки и техники, служат объектом интенсивных исследований. Ряд уникальных свойств этих фторидов как структурные, электрические, оптические, магнитные, акусто- и магнитооптические свойства позволяют им быть объектом интенсивных исследований. К этим исследованиям возрос интерес с появлением новых материалов, которые применяются в качестве сенсибилизирующих и активных материалов, подобные по чистоте лазерам. Эти соединения являются хорошими магнитными материалами для установления электронных структур. Их можно использовать при селективном синтезе фторорганических соединений как «мягкие» фторирующие агенты.
Синтез как двойных, так и комплексных фторидов никеля (II) твердофазным методом трудоёмок. Использование гидрохимического метода синтеза приводит к образованию гидратированных продуктов, термическое обезвоживание которых сопровождается пирогидролизом и загрязнению основного вещества кислородсодержащими примесями. Однако области применения этих фторидов требуют использование безводных материалов, не содержащих кислородных примесей.
В связи с этим, исследование взаимодействия фторида никеля (II) с фторидом цезия в среде неводных растворителей, в частности, муравьиной кислоты является весьма важной и актуальной задачей, что позволяет выявить закономерности взаимодействия в этих системах, совершенствовать и разработать доступные не дорогостоящие методы синтеза и улучшить качество получаемых продуктов.
С этой целью в настоящей работе нами изучено взаимодействие и взаимная растворимость в системе CsF-NIF2-HCOOH-H2O при 25 0С.
В качестве исходных веществ использовали дифторид никеля синтезированный растворением свежеосаждённого гидроксокарбоната никеля (II) в 45%-ном растворе
фтороводородной кислоты, фторид цезия марки «ХЧ», муравьиную кислоту марки «ХЧ» и фтороводородную кислоту марки «ОСЧ».
Исследование системы проводили изотермическим методом растворимости при 25 0С в широком интервале концентрации фторида цезия. Состав твёрдых фаз определялся методами Схрейнемакерса, аналитической экстраполяции экспериментальных данных и контролировали методами химического и рентгенофазового анализов. Анализ на цезий и никель в жидкой и твёрдой фазе проводили из одной пробы. Цезий определяли методом пламенной фотометрии, никель обратным титрованием комплексоном (III), при рН =10, индикатором служил метилтимоловый синий, фтор - методом отгонки в виде Н2SiF6 с последующим титрованием нитратом тория.
Результаты изучения данной системы приведены на таблице 1 и рисунке 1.
Таблица 1.
№ Жидкая фаза, мас%. Твердая фаза, мас.% Твердая фаза, определенная аналитической Состав твердых фаз
экстраполяцией, мас.%
CsF NiF2 CsF NiF2 CsF NiF2
1 - 0.88 - 50.87 - - NiF2•2HCOOH
2 1.32 0.94 0.64 29.48 - - NiF2•2HCOOH
3 3.64 1.15 1.67 31.12 - - NiF2•2HCOOH
4 5.76 1.41 2.79 29.87 - - NiF2•2HCOOH
5 7.34 1.62 22.62 28.87 - - NiF2•2HCOOH+CsNiFз
6 8.92 0.97 41.95 24.96 61.13 38.87 CsNiFз
7 11.33 0.49 41.42 23.68 61.13 38.87 CsNiFз
8 15.35 0.24 43.18 23.72 61.13 38.87 CsNiFз
9 18.32 0.15 42.09 21.66 61.12 38.88 CsNiFз
10 22.64 0.09 43.38 21.00 61.12 38.88 CsNiFз
11 26.57 0.08 44.93 20.70 61.12 38.88 CsNiFз
12 30.54 0.07 47.09 21.12 61.13 38.87 CsNiFз
13 34.11 0.06 48.08 20.11 61.12 38.88 CsNiFз
14 38.32 0.07 49.27 18.68 61.14 38.86 CsNiFз
15 42.66 0.07 52.08 19.35 61.14 38.86 CsNiFз
16 46.34 0.08 53.38 18.34 61.11 38.89 CsNiFз
17 49.28 0.10 54.42 16.89 61.14 38.86 CsNiFз
18 50.68 0.09 56.17 14.71 64.12 35.88 nCsNiFз•mCsF
19 53.08 0.08 58.62 13.44 66.01 33.99 nCsNiFз•mCsF
20 55.42 0.07 61.14 12.06 69.79 30.21 nCsNiFз•mCsF
21 58.16 0.07 64.06 11.33 72.99 27.01 nCsNiFз•mCsF
22 60.66 0.07 68.02 11.78 75.88 24.22 nCsNiFз•mCsF
23 62.44 - 76.52 - - - CsF • НСООН
Как видно из представленных данных, в результате взаимодействия в системе образуются дисольват фторида никеля, трифтороникелат (II) цезия, нестехиометрическое соединение состава nCsNiF3•mCsF и сольват цезия.
Добавление СsF в насыщенный муравьинокислый раствор, содержащий NiF2, приводит к увеличению его растворимости до 1.62 мас.%. Исследование показало, в качестве твёрдой фазы при концентрации 0-5.76 мас.% CsF образуется NiF2'2HCOOH. Эвтектическая точка раствора содержит 1.62 мас.% фторида никеля (II) и 7.34 мас.% фторида цезия. Последующие увеличение содержания фторида цезия до 34.11 мас.% в системе уменьшает растворимость фторида никеля (II) до 0.06 мас.% и способствует образованию комплексного фторида. Следует отметить, что в интервале 8.92 - 49.28 мас.% фторида цезия
о
кристаллизуется комплексное соединение трифтороникелат (II) цезия. Дальнейшее повышение концентрации CsF, начиная с 50.68 мас.% до 60.66 мас.% в системе образуется не стехиометрического соединения состава nCsNiF3 mCsF. Растворимость фторида цезия в муравьиной кислоте при 25 оС составляет 62.44 мас.% и состав твердой фазы соответствует кристаллизацию сольвата состава CsF'HCOOH.
Рисунок 1. Диаграмма растворимости системы CsF-NiF2-HC00H-Н20 при 25 оС Обнаруженные в системах фториды синтезировали и исследовали методами химического, дериватографического, ИК - спектроскопического и рентгенофазового анализов.
В таблице 2. приведены данные химического анализа синтезированных фторидов.
Таблица 2.
Соединение Содержание, мас% .
Cs № F НСООН
Выч. Эксп Выч. Эксп Выч. Эксп Выч. Эксп
NiF2*2НСООН - - 47,58 47,45 15,32 15.69 37,09 36.85
CsNiFз 57.82 57.42 25.65 26,71 16,52 15.86
CsF•HCOOH 67.17 67.12 9.6 9.62 23.23 23.26
На рисунке 2 приведены дериватограммы NiF2*2НСООН и CsNiF3. На дериватограмме NiF2 2НСООН зафиксировано два термических эффекта (рис. 2а). В интервале температуры 75 - 170 оС наблюдается уменьшение массы до 46.42 мас. %, связанное удалением двух молекул муравьиной кислоты.
Рисунок 2' Дериватограммы: а - №Е2'2НСООН, б - СзМЕз
В интервале температуры 330 - 350 оС наблюдается экзотермический эффект сопровождающий сгоранием паров муравьиной кислоты. Последующие повышения температуры сопровождается пирогидролизом продукта. На рис 2.б представлена дериватограмма фтороникелата (II) цезия.
На кпивой дериватограмме фтороникелата (ТТ) цезия наблюдается эндоэффекты при 65105 оС. Экзоэффект проявляется в интервале температур 315-345 °С. Проявление экзотермического эффекта связано с выгоранием паров муравьиной кислоты. Выше температуры 340 оС наблюдается незначительное уменьшение массы фтороникелата (ТТ) цезия связанная пирогидролизом продукта.
В ИК - спектрах NiF2 • 2HCOOH и CsNiF3 наблюдаются полосы поглощения при 450 сми 440 см - относятся к валентным колебаниям Ni - F связей.
Кроме того, в ИК - спектрах наблюдаются ряд полос поглощения относящихся к колебаниям функциональных групп муравьиной кислоты.
Смешение полосы поглошения валентного колебания О - Н группы муравьиной кислоты в ИК - спектре NiF22HCOOH в низкочастотную область свидетельствует о наличии сильной водородной связи типа F' H - О. В ИК - спектре CsNiF3 неотмечено смещение полосы поглощения О - Н группы, на основание чего можно утверждать, что муравьиная кислота в этом соединение адсорбирована.
Выводы. Результаты исследования системы CsF -NiF2 - HCOOH при 25 оС показывают, что при использовании муравьиной кислоты в качестве растворителя можно получить сольват фторида никеля (Т1) и безводный трифтороникелат (ТТ) цезия. На основании полученных данных разработан способ синтеза безводного фторида никеля (ТТ) и трифтороникелат (ТТ) цезия.
ЛИТЕРАТУРА
1. Киселева Е.К. Анализ фторсодержащих соединений. - М.: Химия, 1966. - 258 с.
2. Полуэктов Н.С. Методы анализа по фотометрии пламени. - М.: Химия, 1967.-295 с.
3. Шварценбах Г.Ш., Флашка Г. Комплексонометрическое титрование. - М.: Химия, 1970.
- 360 с.
4. Опаловский А.А., Самойлов П.П.- Изв. СОАН СССР. Сер.хим, 1963, № 11, вып. 3, 86 с.
ИССЛЕДОВАНИЕ СИСТЕМЫ CsF - NiF-> - HCOOH - Н2О ппи 25 оС
В данной статье приведены результаты исследования взаимодействия дифторида никеля с Фторидом цезия в следе муравьиной кислоты при 25 С. Результаты исследования позволяют, объяснить характер взаимодействия исходных веществ, определить состав и фазообразование в данной системе. Определены области крист.алл.и.заии.и. образующихся соединений и построено диаграмма растворимости системы CsF - NiF2 - HCOOH - Н2О при 25 оС.
Изотермическим методом растворимости исследована система CsF - NiF2 - HCOOH при 25 С. Установлено, что в данной системе в зависимости от концентрации фторида цезия можно получить соединения состава NiF2*2HCOOH, CsNiF3 и CsF*HCOOH.
Ключевые слова: изотермический метод, система взаимодействия фторидов, диаграмма растворимости, метод Схрейнемакерса, безводные фториды.
THE RESEARCH SYSTEM CsF - NiF2 - HCOOH - Н2О AT 25 0С
In article the information about researches of system CsF - NiF2 - HCOOH - Н2О at 25 С had been learned with method of isothermal solution. Anole became clear in this system at 25 С concerning of concentration of CsF formatted. NiF22HCOOH, CsNiF3 and CsF HCOOH.
Key words: isothermal method, interaction system, fluorides solubility diagram, Schreinemakers method, anhydrous fluorides.
Сведения об авторах:
Юнусов Музафар Мамаджанович - Горно-металлургический институт Таджикистана, профессор кафедры экологии. Адрес: Таджикистан, 735 730, г Бустон, ул. Московская-6. Е- mail: [email protected]
Охунова Умеда Рахматджоновна - Худжандский государственный университет имени академика Б. Гафурова, доцент кафедры общей химии и методики её обучения
Адрес: Таджикистан, 735700, г. Худжанд, проспект Мавлонбекова 1. Е-mail: Okhunova [email protected]
About the authors:
Yunusov Muzafar Mamajanovich -Professor of the Department of Ecology of the Mining and Metallurgical Institute of Tajikistan,. Address: Buston, street Moscov - 6. Е mail: [email protected]
Okhunova Umeda Rahmationovna - Docent of the Department of General Chemistry and. methods of its training, Kh.uia.nd. State University named, after academician B. Gafurov. Address: 1 Mavlonbekova Avenue, 735700, Khujand, Tajikistan. E-mail: [email protected]
