CC BY
55
ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК РЕСПУБЛИКИ ТАДЖИКИСТАН ______________________________________2010, том 53, №3____________________________________
НЕОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ
УДК 546.16
У.Р.Охунова, Р.Охунов
ИЗОТЕРМА РАСТВОРИМОСТИ СИСТЕМЫ KF -NIF2-HCOOH-H2O ПРИ 25°С
Худжандский государственный университет им. акад. Б.Гафурова
(Представлено академиком АН Республики Таджикистан И.Г.Ганиевым 30.12.2009 г.)
Приводятся данные по исследованию системы KF -NiF2-HCOOH-H2O при 25°С методом изотермической растворимости.
Ключевые слова: изотермическая растворимость - взаимодействие системы - метод Схрейнема-керса.
Фторид никеля (II) и его фторокомплекс с фторидом калия широко применяются в различных областях современной науки и техники.
Однако области применения этих фторидов требуют использования безводных материалов, не содержащих кислородных примесей. Получение безводных материалов твердофазным методом является трудоемким.
В связи с этим с целью изыскания метода получения безводного материала в настоящей работе изучено взаимодействие фторида никеля (II) с фторидом калия в среде муравьиной кислоты при 25°С. При исследовании системы в качестве исходных веществ использовали NiF24H20, KF2H20 марки «ХЧ», муравьиную кислоту марки «ХЧ» и фтороводородную кислоту марки «ОСЧ».
Тетрагидрат фторида никеля (II) синтезировали взаимодействием свежеосаждённого гидро-ксокарбоната никеля (II) с 45%-ным раствором фтороводородной кислоты.
Система KF-NiF2-HCOOH-H2O исследовалась методом изотермической растворимости при 25°С в широком интервале концентраций KF в муравьинокислых растворах последнего. Состав твердых фаз определяли методами Схрейнемакерса, аналитической экстраполяции экспериментальных данных, химического и рентгенофазового анализов. Анализ на калий и никель в жидкой и твердой фазах производили из одной пробы. Калий определяли методом пламенной фотометрии [I], никель -комплексонометрическим титрованием комплексоном III при рН=6, в качестве индикатора применяли метилтимоловый синий [2], а фтор - методом дистилляции в виде H2SiF6 с последующим титрованием нитратом тория [3].
Результаты исследований растворимости и взаимодействия в системе представлены в табл. 1.
Растворимость фторида никеля (II) и фторида калия в муравьиной кислоте при 25°С составила
0.88 и 41.56 мас.% соответственно. Введение фторида калия в насыщенный муравьинокислый раствор фторида никеля (II) способствовало повышению растворимости последнего до 1.36 мас.%, что свидетельствовало о наличии в системе комплексообразавания. Графическое нахождение состава твердых фаз по методу остатков Схрейнемакерса и аналитической экстраполяции экспериментальных
Адрес для корреспонденции: Охунов Рахматджон. 735700, Республика Таджикистан, г. Худжанд, проезд Мавлонбекова,1, Худжандский государственный унверситет. E-mail: [email protected]
данных показало, что в интервале концентраций 0-4.08 мас.% KF в качестве твердой фазы кристаллизовался сольват фторида никеля (II) состава №Р22НСООН. Состав эвтонического раствора содержал 1.08 мас.% КР и 1.36 мас.% NiF2. При дальнейшем увеличении концентраций в интервале 5.67-31.22 мас.% KF образовывался безводный трифтороникелат (II) калия КNiFз. Начиная с концентрации 32.67 мас.% КР, в системе наблюдалось образование фазы переменного состава пК№Р3тКР, о чем свидетельствует веерообразное расхождение лучей Схрейнемакерса.
Таблица 1
Система KF-NiF2-HCOOH-H2O при 25°С
Жидкая фаза, мас. % Твердая фаза, мас. % Экстрополяция экспериментальных, данных мас. % Состав твердых фаз
ЕР №Р2 КР №Р2 КР №Р2
- 0.88 - 51.32 - - №Р2-2НСООН
0.84 0.98 0.49 30.58 - - №Р2-2НСООН
2.32 1.12 0.82 29.34 - - №Р2-2НСООН
3.34 1.25 1.38 30.67 - - №Р2-2НСООН
4.08 1.36 1.99 29.83 - - К№Р3+ СоР2
4.08 1.36 21.12 32.62 - - К№Р3+ СоР2
5.67 0.92 23.03 34.53 37.42 62.51 К№Р3
8.06 0.48 23.68 33.42 37.42 62.52 К№Р3
11.04 0.21 24.65 32.28 37.48 62.52 К№Р3
14.68 0.12 26.13 31.45 37.49 62.50 К№Р3
17.99 0.09 28.27 33.02 37.48 62.52 К№Р3
21.34 0.08 29.98 33.48 37.49 62.51 К№Р3
24.32 0.07 31.23 32.82 37.49 62.51 К№Р3
27.18 0.08 32.39 31.61 37.50 62.50 К№Р3
29.35 0.08 33.52 31.02 37.50 62.50 К№Р3
31.22 0.10 34.24 30.18 37.49 62.51 К№Р3
32.67 0.08 36.62 27.86 41.04 58.96 пК№Р3тКР
34.72 0.08 39.14 26.48 44.07 55.93 пК№Р3тКР
37.18 0.07 42.28 25.15 47.77 52.23 пК№Р3тКР
39.04 0.07 45.02 24.54 51.00 49.00 пК№Р3тКР
40.85 0.07 47.64 24.08 53.87 46.13 пК№Р3тКР
41.56 - 38.46 - - - КР2НСООН
С целью изучения некоторых физико-химических свойств соединений, обнаруженных в системе был проведен их синтез в условиях, аналогичных изучению системы. Выделенные соединения сушились на воздухе до постоянного веса. В табл. 2 представлены данные по элементному анализу состава выделенных соединений.
Таблица 2
Данные элементного анализа выделенных соединений
Соединение Содержание, мас.%
К N1 Р НСООН
Выч. Эксп. Выч. Эксп. Выч. Эксп. Выч. Эксп.
№Р22НСООН - - 31.11 31.13 20.14 20.15 48.75 48.71
К№Р3 25.21 25.19 37.94 37.95 36.85 36.84 - -
пК№Р3гаКР 26.89 26.86 36.43 36.42 36.68 36.71 - -
пК№Р3гаКР 28.82 28.80 34.69 34.71 36.49 36.48 - -
КР2НСООН 26.00 25.98 - - 12.67 12.65 61.33 61.36
На дериватограмме №Р22НСООН зафиксированы два термических эффекта. Глубокий эндоэффект при 130-190°С обусловлен удалением двух молекул муравьиной кислоты, при этом потеря массы, рассчитанная по кривой ТГ, составляла 61.22 мас.%. Нечеткий экзоэффект при 320-360°С, по-видимому, связан со сгоранием паров муравьиной кислоты с одновременным пирогидролизом продукта. На дериватограмме К№Р3 широкий и слабый эндоэффект при 60-110°С, по-видимому, объясняется потерей адсорбированной муравьиной кислоты. Однако выше 350°С наблюдалась незначительная плавная убыль массы, что связано с пирогидролизом продукта.
В ИК-спектрах МР22НСООН и К№Р3 интенсивные полосы поглощения при 440-470 см-1 относятся к валентным колебаниям связи №-Р. Широкая полоса поглощения в области 2900-3700 см-1 относится к валентным колебаниям ОН-группы кислоты, на которую, по-видимому, налагается полоса поглощения валентного колебания С-Н связи, характеристическая полоса поглощения которой находится в области 3000-3200 см-1. Смещение полосы поглощения валентного колебания ОН-группы кислоты в низкочастотую область спектра свидетельствует о наличии сильной водородной связи типа Р... Н-О.
В спектре №Р22НСООН полосы поглощения при 1380-1410 и 1530-1570 см-1 отвечали симметричным и антисимметричным валентным колебаниям группы карбонила С=О соответственно. Полоса поглощения неионизированной группы карбоксила СООН появлялась при 1690 см-1.
В ИК-спектре К№Р3 также наблюдались полосы поглощения функциональной группы муравьиной кислоты. Однако не отмечено смещение полос поглощения валентного колебания ОН-группы, на основании чего можно предполагать, что муравьиная кислота адсорбирована.
Поступило 04.01.2010 г.
ЛИТЕРАТУРА
1. Пришбл Р. Комплексоны в химическом анализе - М.- Л.:Химия, 1960, 484 с.
2. Полуэктов Н.С. Методы анализа по фотометрии пламени. - М.: Химия, 1967, 295 с.
3. Киселева Е.К. Анализ фторсодержащих соединений. - М.:Химия, 1966, 258 с.
У.Р.Охунова, Р.Охунов ИЗОТЕРМАИ ХДЛШАВИИ СИСТЕМАИ КР-КЩ-НСООН-ШО ДАР ХДРОРАТИ 25°С
Донишго^и техникии Тоцикистон ба номи М.С.Осими
Системаи КР-Мр2-НСООН-ШО бо усули хдлшавии изотермй омухта шуд. Мукаррар карда шуд, ки дар системаи мазкур дар хдрорати 25°С дисолвати фториди никел (II) МБ2-2НСООН ва трифтороникелат (11)-и калийи беоб х,осил мешавад.
Калима^ои калиди: уалшавандагии изотермй - таъсири мутацобили система - усули Схрейнма-керс.
U.P.Okhunova, R.Okhunov ISOTHETRMA SOLYBILITY OF SYSTEM KF-NIF2-HCOOH-H2O AT 25°C
S.Osimi Tajik Technical University The system KF-NiF2-HCOOH-H2O has been researched using the method of isotermic solubility at 25°C. It has boen disorvtred that by application of this system at 25°C formatted NiF22HCOOH and unwater potassium threefluoronikelate.
Key words: isothermal solubility - system interaction - Sschreinmakers’ method.
