Статья:

ПОЛУЧЕНИЕ И ИССЛЕДОВАНИЕ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ГЕКСАМОЛИБДЕНОФЕРРАТА НАТРИЯ СО СТРУКТУРОЙ ТИПА ПЕРЛОФФА

Конференция: CLVI Студенческая международная научно-практическая конференция «Молодежный научный форум»

Секция: Химия

Выходные данные
Должикова К.С. ПОЛУЧЕНИЕ И ИССЛЕДОВАНИЕ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ГЕКСАМОЛИБДЕНОФЕРРАТА НАТРИЯ СО СТРУКТУРОЙ ТИПА ПЕРЛОФФА // Молодежный научный форум: электр. сб. ст. по мат. CLVI междунар. студ. науч.-практ. конф. № 5(156). URL: https://nauchforum.ru/archive/MNF_interdisciplinarity/5(156).pdf (дата обращения: 29.03.2024)
Лауреаты определены. Конференция завершена
Эта статья набрала 0 голосов
Мне нравится
Дипломы
лауреатов
Сертификаты
участников
Дипломы
лауреатов
Сертификаты
участников
на печатьскачать .pdfподелиться

ПОЛУЧЕНИЕ И ИССЛЕДОВАНИЕ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ГЕКСАМОЛИБДЕНОФЕРРАТА НАТРИЯ СО СТРУКТУРОЙ ТИПА ПЕРЛОФФА

Должикова Ксения Сергеевна
студент, Московский Педагогический Государственный Университет, РФ, г. Москва
Орешкина Анастасия Васильевна
научный руководитель, канд. хим. наук, доцент, Московский Педагогический Государственный Университет, РФ, г. Москва

 

Химия гетерополисоединений (ГПС) - одно из самых современных направлений развития координационной химии. Обширные изучения этих сложных неорганических соединений не прекращаются с первой половины двадцатого века. Уникальность проявляемых физико-химических свойств - высокая удельная поверхность, симметричность, островной характер структуры, высокий делокализованный заряд гетерополианиона -  данными соединениями, необычность и сложность образующихся структур объясняют почему учёные-химики так заинтересованы в исследовании ГПС. В настоящее время гетерополисоединения применяются в различных областях науки и техники. В аналитической химии их применяют как чувствительные реактивы на разнообразные азотсодержащие органические соединения, как реактивы для открытия и определения восстановителей. Используются в алкалоидной и сахарной промышленности, в биохимической и клинических лабораториях. ГПС применяется и в других областях: в тонкослойной хроматографии как проявители; в производстве красок и цветных лаков; в качестве ингибиторов коррозии, пламени и подавителей дыма и т.д. [1]. Гексамолибденоферраты можно применять в качестве катализатора реакции мягкого окисления метана. Поэтому изучение особенности синтеза и термической устойчивости данных ГПС является перспективным на сегодняшний день.

Авторами был получен по измененной методике гексамолибденоферрат натрия [2]. К водному горячему раствору метамолибдата (Na2MoO4∙2H2O), подкисленному до pH=3, при интенсивном перемешивании добавляли по каплям концентрированную HNO3. Затем приливали водный раствор Fe(NO3)3 и перемешивали. Далее, добавив пероксид водорода, нагревали на водяной бане 3 часа, до сокращения объема раствора в три раза. Цвет раствора медленно переходил от желтого к прозрачному. Полученную смесь отфильтровывали через бумажный фильтр и оставляли в эксикаторе над щелочью на две недели. Выпавшие белые кристаллы отфильтровывали, тщательно промывали дистиллированной водой и сушили на воздухе. Микрофотография сделана на микроскоп Микромед Р-1.

 

Риcунок 1. Микрофотография кристаллов Na3[FeMo6O18(OH)6]· 5H2O

 

Для уточнения количественного состава был проведён масс-спектральный элементный анализ, который подтвердил химический состав ГПС.  Для установления сингонии и параметров элементарной ячейки был проведен РФА на дифрактометре XRD-6000 (Ni- фильтр, CuKα -излучение), Si применяли как внешний стандарт. Перед обработкой образцы были перетёрты в яшмовой ступке. Обработка рентгенограмм выполняли в два этапа. Первый этап проводили для уточнения положения максимума пика. Он был установлен при использовании пакета программ WinXpow.  Второй этап предполагал использование пакета программ Powder–2 для индицирования рентгенограмм. Идентификация фаз была осуществлена с использованием банка порошковых рентгенографических данных JCPDS, 2001.

Таблица 1.

Данные рентгенофазового анализа ГПС

ГПС*

a, Å

b, Å

c, Å

β,º

V, Å3

ρ,г/см3

Z

Na3[FeMo6O18(OH)6]· 5H2O

10,02

10,02

17,51

100,92

1832,77

2,89

2

*моноклинная сингония

 

Моноклинная сингония – один из семи видов сингонии в кристаллохимии. Элементарная ячейка строится на векторах a,b и c b и представляет собой наклонный параллелепипед с 2-мя парами граней прямоугольной формы, а две другие грани - параллелограммы. 

 

Рисунок 2. Схема штрих-рентгенограммы ГПС

 

Для авторов было крайне важно установить наличие ИК-спектра ГПС и провести соотнесение полос. Данное исследование позволило установить, что новое синтезированное гетерополисоединение идентично ранее изученным образцам [2].  На ИК-спектре есть заметные колебания концевых цис-МоО2-групп и мостиковых группировок Мо-О-Мо. В области 855 - 800 см-1 наблюдается интенсивная полоса в виде дублета, которая соответствует симметричным и асимметричным валентным колебаниям концевых цис- МоО2 групп; полосы в пределах 570 см-1s) и сильная полоса в области 640 см-1as) относятся к симметричным и асимметричным валентным колебаниям фрагмента Мо-О. В результате наложения колебаний на спектры ярко-выраженной полосы, которая соответствовала бы колебаниям связи металл-кислород, нет. Деформационные колебания мостиковых связей Мо–О–Мо и цис-Мо-О2 обуславливают полосы ниже 400 см-1. Интенсивные полосы в области 3420 и 1615 см-1 на ИК-спектре относятся к деформационным колебаниям гидроксильных групп и воды.

 

Рисунок 3. ИК-спектр ГПС

 

Термогравиметрическое исследование (ТГА) проводили на установке Эрдей - Паулик - Паулик Q-1500 в диапазоне температур от 20 до 1000 ºС, скорость нагревания составляла 10 град/мин, масса навески 100 мг. Благодаря ТГА установлено наличие 4 эндотермических эффектов.  Термограмма показывает: первый эндоэффект (при 125ºС) - удаление 5 молекул кристаллизационной воды; второй (при 240ºС) -  выделение гидроксильных групп в виде 3-х молекул воды; при эффекте (380ºС) происходит перекристаллизация и заключительный эндоэффект (780ºС) соответствует удалению 4,5 молекул МоО3.  Исходя из данных анализа, можно сделать вывод, что применение гексамолибденоферрата натрия возможно в температурном интервале до 380 ºС.

 

Список литературы:
1. Поп М.С. Гетерополи- и изополиоксометаллаты. Новосибирск: Наука, 1990. 232 c. 
2. Орешкина А.В., Казиев Г.З., Глазунова Т.Ю. Синтез и исследвание кислых гексамолибденометаллов с никель-аммиачным катионом// Журнал неорганической химии. 2008. Т.53. №10. С.1662-1666.