ПЕРЕЛІК ДИСЦИПЛІН:
  • Адміністративне право
  • Арбітражний процес
  • Архітектура
  • Астрологія
  • Астрономія
  • Банківська справа
  • Безпека життєдіяльності
  • Біографії
  • Біологія
  • Біологія і хімія
  • Ботаніка та сільське гос-во
  • Бухгалтерський облік і аудит
  • Валютні відносини
  • Ветеринарія
  • Військова кафедра
  • Географія
  • Геодезія
  • Геологія
  • Етика
  • Держава і право
  • Цивільне право і процес
  • Діловодство
  • Гроші та кредит
  • Природничі науки
  • Журналістика
  • Екологія
  • Видавнича справа та поліграфія
  • Інвестиції
  • Іноземна мова
  • Інформатика
  • Інформатика, програмування
  • Історичні особистості
  • Історія
  • Історія техніки
  • Кибернетика
  • Комунікації і зв'язок
  • Комп'ютерні науки
  • Косметологія
  • Короткий зміст творів
  • Криміналістика
  • Кримінологія
  • Криптология
  • Кулінарія
  • Культура і мистецтво
  • Культурологія
  • Російська література
  • Література і російська мова
  • Логіка
  • Логістика
  • Маркетинг
  • Математика
  • Медицина, здоров'я
  • Медичні науки
  • Міжнародне публічне право
  • Міжнародне приватне право
  • Міжнародні відносини
  • Менеджмент
  • Металургія
  • Москвоведение
  • Мовознавство
  • Музика
  • Муніципальне право
  • Податки, оподаткування
  •  
    Бесплатные рефераты
     

     

     

     

     

     

         
     
    Дослідження умов синтезу германатов-вісмуту (III) в неводних розчинниках
         

     

    Біологія і хімія

    Дослідження умов синтезу германатов-вісмуту (III) в неводних розчинниках

    В. В. Девяткин

    Рівень розвитку хімії на сучасному етапі багато в чому визначається експериментальними досягненнями в синтезі нових речовин і матеріалів із заданими властивостями. Різноманіттям унікальних фізичних і хімічних властивостей володіють з'єднання з структурою сілленіта і евлітіна [1, 2]. До подібних сполук відносяться германати вісмуту типу Bi2GeO5, Bi4Ge3O12, Bi12GeO20, що знайшли застосування в оптоелектроніці, пьезотехніке, голографії, акустооптіке, радіоелектроніці, рентгенівської та позитронної томографії. Просторово-часові модулятори світла, лінії затримки телевізійних сигналів, фільтри проміжної частоти для кольорового телебачення, детектори g - випромінювання - ось далеко не повний перелік областей застосування і приладів, що діють на основі германатов вісмуту.

    Зазначені з'єднання отримують твердофазним синтезом, що вимагають високих температур, великих енерговитрат і багаторазового диспергирування компонентів. Тому певний інтерес представляє розробка методів отримання германатов вісмуту в м'яких умовах, зокрема - з розчинів. Однією з основних причин, ускладнюють синтез сполук цим методом, є поведінка іонів вісмуту (III) і германат-іонів у водному середовищі. Перші стабільні в кислих розчинах, останні - в лужних. Обмінна реакція між ними неминуче призводить до співосадження гідроксиду вісмуту (або його основних солей) та оксиду германію. Отже, необхідно в першу чергу знайти розчинники, які б стабілізували одночасно обидва вихідних компонента, виключаючи їх гідроліз.

    В Як розчинники нами були обрані гліцерин, етиленгліколь (ЕТГ), диметилформамід (ДМФА), етанол. Вихідними речовинами були безводний хлорид вісмуту (III) і синтезований нами за методикою [3] метагерманат калію K2GeO3. Рівноваги в бінарних системах досліджувалися у водяному (масляному) термостаті в інтервалі температур 25 - 900 C. Температура підтримувалася постійної з точністю - + 0,10 C. Систему осад - насичений розчин витримували при безперервному перемішуванні протягом 9-10 діб. Після встановлення рівноваги проводили кількісне визначення компонентів. Зміст германію (IV) в розчинах визначалося методом гравіметричної осадження германолібдата 8-оксіхіноліна [4, 5]. Вміст в рідкій фазі іонів Bi3 + кількісно визначалося комплексонометріческім титруванням з ксіленоловим помаранчевим [6,7].

    Раніше проведені дослідження [8, 9] показали, що багатоатомних спирти та моносахариди утворюють з іонами Ge4 + комплексні кислоти, більш сильні, ніж германієвих. Відношення Ge: L в утворюються комплексах з гліцерином дорівнює 1: 1 та 1: 2, з гексоламі і гексози 1: 2. При низьких значеннях pH і великих концентраціях GeO2 і ліганда можливе утворення полімерних комплексів. Константа нестійкості знижується зі збільшенням концентрації поліоли в розчині [4], що пов'язано зі зміною діелектричної проникності останнього, просторовим розташуванням OH-груп та конформацією ліганда в ряду C2H5OH -- ЕТГ - гліцерин-глюкоза-галактоза-маніт-фруктоза.

    Проведені нами дослідження показали, що розчинність K2GeO3 і BiCl3 збільшується з зростанням температури лінійно. Як випливає з даних табл. 1, зі збільшенням вуглецевого ланцюга і числа OH-груп у ліганда в ряду C2H5OH - ЕТГ - гліцерин розчинність K2GeO3 і BiCl3 зростає. Порівняння відповідних величин використовуваних розчинників [10] вказує на зменшення показників констант автопротоліза (pKai) і збільшення донорних чисел (DN) у вказаному ряді розчинників. Мала енергія активації і невелика сила кислоти-катіона Bi3 + в порівняно з K + зумовлюють меншу розчинність BiCl3 в ДМФА і C2H5OH, в відміну від K2GeO3. Великий кристалографічної радіус аніона GeO32-також пояснює невисоку розчинність K2GeO3 в ДМФА і С2H5OH, яка збільшується із зростанням здатності розчинника сольватовані аніони в ряду C2H5OH - ЕТГ -- гліцерин. Використання гліцерину в якості середовища або добавки до якого-небудь розчинника дозволяє значно підвищити концентрацію іонів Bi3 + і Ge4 + в розчинах.

    Дослідження [II] показали можливість утворення комплексних сполук складу BiCl3 х 6 ДМФА і BiCl3 х 4 ДМСО. Процес комплексоутворення BiCl3 сприяє підвищення концентрації іонів Bi3 + у вказаних середовищах.

    Аналіз отриманих результатів показує, що найбільша розчинність K2GeO3 і BiCl3 спостерігається в сильно асоційованих розчинниках з H-зв'язком, здатних до освіти гетеромолекулярних ассоціантов, найменша - у апротонном високодіполярном ДМФА.

    Таблиця 1. Розчинність BiCl3 і K2GeO3 в неводних розчинниках, г/100 г розчину        

            

    Система         

    Температура 0С         

            

            

                

    п/п         

            

    25         

    30         

    40         

    50             

    1         

    Гліцерин         

    33,36         

    33,43         

    34,37         

    35,13             

            

    BiCl3         

    60         

    70         

    80         

    90             

            

            

    35,29         

    36,16         

    36,30         

    36,92             

    2         

    Етанол         

    7,44         

    7,47         

    7,69         

    7,85             

            

    BiCl3         

    7,94         

    8,17         

    8,29         

    8,55             

    3         

    ДМФА         

    8,04         

    8,14         

    8,23         

    8,32             

            

    BiCl3         

    8,54         

    8,58         

    8,92         

    9,14             

    4         

    ЕТГ         

    28,61         

    29,00         

    29,18         

    29,66             

            

    K2GeO3         

    29,88         

    30,27         

    30,49         

    30,85             

    5         

    Етанол         

    22,84         

    22,90         

    23,28         

    23,46             

            

    K2GeO3         

    23,87         

    24,15         

    24,95         

    25,46             

    6         

    ДМФА         

    24,86         

    25,01         

    25,58         

    26,32             

            

    K2GeO3         

    26,46         

    27,09         

    27,43         

    27,61       

    З метою вивчення можливості синтезу германатов вісмуту в неводних розчинниках досліджувався взаємодія між компонентами системи BiCl3 - K2GeO3 - C2H5OH методом залишкових концентрацій І. В. Тананаева при 250C. При складанні сумішей були взяті розчини BiCl3 і K2GeO3 в етанолі з певними концентраціями відповідних компонентів. Суміші становили в наступному порядку: у реакційні посудини вводили розрахований об'єм розчину K2GeO3 і до нього додавали вихідний розчин BiCl3. Загальний обсяг кожної суміші становив 50 мл. Розчини з випали опадами примушували протягом 14 діб до встановлення рівноваги. Після цього рідкі та тверді фази розділялися фільтр і в перший знаходили залишкові концентрації іонів Bi (III) і Ge (IV) при зазначеній вище методикою. Електропровідність рівноважних насичених розчинів вимірювали з допомогою реохордного мосту P-38. Показник активності іонів водню реєстрували на pH-метрі pH-150.

    Результати дослідження показують, що залишкові концентрації германат-іонів у міру збільшення відносини c (Bi3 +)/с (Ge4 +) у вихідних розчинах зменшуються. У області лужних розчинів (pH> 1,87) іони вісмуту (III) відсутні у рівноважної рідкій фазі, так як повністю реагують з германат-іонами в суворої стехіометрії. Про це свідчить незмінне відношення кількостей вісмуту (III) і германію (IV) в рівноважної твердій фазі, що дорівнює 1,33. Опади з зазначеним співвідношенням компонентів були відокремлені від рідких фаз і промиті етанолом до негативного аналітичного сигналу на іони калію (тетрафенілборат) і хлору (нітрат срібла). Після прожарювання (5000С) отриманої дрібнодисперсного фази та її хімічного аналізу було встановлено, що склад твердої фази відповідає з'єднанню Bi4 Ge3O12.

    Bi Ge

    Знайдено, % 67,08 17,44

    обчислено

    для Bi4Ge3O12

    в % 67,11 17,48

    В області кислих розчинів метагерманат калію утворює з хлоридом вісмуту тверді фази змінного складу з переважним вмістом в опадах німеччина (VI).

    Список літератури

    1. Скориков В.М., Каргін В.Ф., Каргін Ю.Ф.// Неорг. матеріали. 1984. Т.20. С.20, С.815.

    2. Каргін Ю.Ф., Каргін В.Ф., Скориков В.М. Конф. з актуальних проблем отримання і застосування сегнето-і п'єзоелектричних матеріалів. Тез. докл. М.: НІІТ ХІМ., 1984. С.277.

    3. Тананаев І.В., Шпирт М.Я. Хімія германію. М.: Хімія, 1967. 452 с.

    4. Назаренко В.А. Аналітична хімія германію. М.: Наука, 1973. 240 с.

    5. Гіллебранд В.Ф., Лендєл Г.Е., Брайт Г.А., Гофман Д.І. Практичне керівництво по неорганічний аналізу. М.: Хімія, 1966. С.350.

    6. Дятлова Н.М., Темкина В.Я., Попов К.І. Комплексон і комплексонати металів. С.362.

    7. Karadarov B.P., Nenova P.P., Ivanova K.P.// J. Inorg. a. Nucl. Chem. 1976. V.38. P.103.

    8. Tchakirian A.// Ann. Chim. 1939. V.12. P.415.

    9. Назаренко В.А., Флянтікова Г.В.// Журн. неоргані. хімії. 1963. Т.8. С.1370.

    10. Фіалков Ю.Я. Розчинник як засіб управління хімічним процесом. Л.: Хімія, 1990. С.220.

    11. Черкасова Т.Г., Татаринова Е.С., Трясунов Б.Г.// Журн. неоргані. хімії. 1992. Т.37. С.95.

    Для підготовки даної роботи були використані матеріали з сайту http://www.yspu.yar.ru/

         
     
         
    Реферат Банк
     
    Рефераты
     
    Бесплатные рефераты
     

     

     

     

     

     

     

     
     
     
      Все права защищены. Reff.net.ua - українські реферати !