Библиографическое описание:

Орешкина А. В. Синтез и исследование гексамолибденокобальтата (III) натрия // Молодой ученый. — 2009. — №7. — С. 53-56.

    Гетерополисоединения (ГПС)- сложные в теоретическом отношении представители координационных соединений, находящие применение в различных областях науки и техники. ГПС находят широкое применение как гомогенные и гетерогенные кислотные катализаторы, а как модельные структуры в координационной химии [1]. ГПС представляют собой полиоксосоединения, включающие гетерополианионы (ГПА), построенные из металло-кислородных октаэдров МО6 как основных  структурных единиц. ГПА  может содержать один или несколько гетероатомов [2,3]. Впервые комплексные молибдаты кобальта были описаны Н.С. Курнаковым в 1900 году [4]. Позднее аммонийная и калиевая соль молибдокобальтата  были исследованы Фридгеймом и Келлером [5].  Ранее автором были  получены и исследованы методами рентгенофазового, рентгеноструктурного, термогравиметрического и химического анализов гексамолибденокобальтаты аммония, калия, марганца, а также  гексамолибденокобальтаты  с комплексными катионами: медно-аммиачным [6], цинк- аммиачным  и никель- аммиачным катионом.

    Настоящая работа посвящена синтезу и исследованию физико-химических свойств кислого гексамолибденокобальтата натрия.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

    Гексамолибденокобальтат натрия был получен по методике [1]. К горячему насыщенному раствору молибдата натрия, подкисленному азотной кислотой до рН 3, добавляли раствор нитрата кобальта (II). Затем приливали 18%-ный раствор перекиси водорода. Полученную смесь нагревали в течение нескольких часов  на водяной бане, затем охлаждали в эксикаторе, спустя несколько суток выпадали зеленые кристаллы гексамолибденокобальтата натрия, которые отфильтровывали и несколько раз перекристаллизовывали (рис.1).

na4co12

Рис.1. Микрофотография Na3[СоMo6O18(OH)6]· 8H2O.

    Для определения  количественного и качественного состава соединения   был проведен  масс-спектральный анализ, данные которого  представлены ниже:

Найдено, мас.%:  Na- 5,57;   Со- 4,76;     Mo- 46,52;  О- 31,02;  H2O -11,63.

 Для Na3[СоMo6O18(OH)6]· 8H2O

Вычислено, мас.%: Na- 5,59; Со- 4,70;    Mo- 46,55;  О- 31,03;  H2O- 11,65.

    РФА проводили на дифрактометре XRD-6000 (CuKα -излучение, Ni фильтр), в качестве внешнего стандарта использовали кремний. Образцы предварительно перетирали в яшмовой ступке. Обработка рентгенограмм включала в себя два этапа. На первом этапе уточняли положение максимума пика, который определяли с помощью  программ WinXpow, на втором этапе проводили индицирование рентгенограмм с использованием пакета программ Powder–2. Фазы идентифицировали с помощью банка порошковых рентгенографических данных JCPDS 2001 года обновления.

    ИК-спектр соединения  записывали на спектрофотометре Perkin-Elmer в интервале частот 200 – 4000 см-1. Образцы готовили в виде таблеток с бромидом  калия.

    Термогравиметрическое исследование (ТГА) проводили на установке Паулик - Эрдей - Паулик Q-1500 в области температур 20 – 1000ºС, скорость нагревания составляла 10 град/мин, масса навески 100 мг. Эталоном служил прокаленный оксид алюминия.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

    Для подтверждения индивидуальности и чистоты синтезированного соединения,  а также для получения кристаллографических данных был проведен рентгенофазовый анализ (рис.2, табл.1). Сопоставление полученных рентгенограмм с базой данных PCPDFWIN показало, что  соединение индивидуально, не содержит возможных примесей и относится к моноклинной сингонии со следующими параметрами элементарной ячейки:

а=10.31, b=10.31, c=17.55Ǻ, β=100.93˚, V=1834.77Ǻ3 . Пикнометрическая плотность определена по методу Сыромятникова [7] и  составляет ρвыч=3.044 г/см3. Рассчитано число формульных единиц (Z=3).

 

Таблица 1.

Данные рентгенофазового анализа  соединенияNa3[СоMo6O18(OH)6]· 8H2O.

2θ, град

D,Ǻ

I,%

h

k

l

1.

8,75

10,08

8

0

0

1

2.

9,23

9,58

16

1

0

-1

3.

9,95

8,88

12

1

1

0

4.

10,94

8,07

40

1

0

1

5.

14,68

6,02

23

2

0

1

6.

17,49

5,06

100

0

0

2

7.

18,54

4,78

14

2

0

-2

8.

19,53

4,54

11

0

1

2

9.

20,03

4,43

15

2

2

0

10.

21,94

4,05

17

2

0

2

11.

22,52

3,94

2

4

1

-1

12.

24,60

3,61

9

0

2

2

13.

25,43

3,49

12

4

1

1

14.

31,04

2,87

5

5

2

-1

15.

32,43

2,75

4

1

3

2

16.

36,35

2,47

8

2

4

0

17.

39,93

2,25

3

2

1

4

 

Рис.2. Схема рентгенограммы Na3[СоMo6O18(OH)6]· 8H2O.

    Сравнение ИК-спектра синтезированного соединения и ранее изученных ГПС [8] указывает на идентичность, что дает  возможность провести соотнесение полос (рис.3). Основные колебания концевых цис-МоО2-групп и мостиковых группировок Мо-О-Мо проявляются в области 1000 – 200 см-1. Интенсивная полоса в виде дублета в области 945- 900 см-1, соответствует асимметричным и симметричным 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.

    Вследствие наложения колебаний на спектры нет ярко-выраженной полосы, соответствующей колебаниям связи Со –О. Полосы ниже 400 см-1 обусловлены деформационными колебаниями как цис-Мо-О2 группировок, так и мостиковых связей Мо–О–Мо. Кроме данных полос присутствуют полосы в области 3420 см-1, относящиеся к колебаниям воды и гидроксильных групп.

Надпись: Интенсивность

Рис.3. ИК-спектр соединения Na3[СоMo6O18(OH)6]· 8H2O.

 ТГА показал наличие двух эндо- и одного экзотермических эффектов (рис.4). Схема термораспада имеет следующий вид:

    Первый эндоэффект (125ºС) соответствует удалению восьми молекул кристаллизационной воды; второй (240ºС) – выделению гидроксильных групп в виде трех молекул воды. При экзотермическом эффекте (при 380ºС) происходит  перекристаллизация и полное разрушение комплексного ГПА. Эндоэффект  при 780ºС соответствует удалению 4,5 молекул оксида молибдена.

 

    780

 

380

 

240

 
  

125

 

T

 

TGA

 

TG

 

Рис.4.  Термодериватограмма (NH4)3[CoMo6O18(OH)6]· 7H2O.

     Данное ГПС можно использовать в качестве катализатора в реакции мягкого окисления природного газа, в кварцевом реакторе проточного типа при постоянной температуре 650К.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1.      Никитина Е.А. Гетерополисоединения. М.: Госхимиздат, 1962. 326с.

2.      Сергиенко В. С., Порай-Кошиц М. А. // Итоги науки и техники. Сер. “Kристаллохимия”. М.: ВИНИТИ, 1985. Т. 19. С. 79.

3.      Порай-Кошиц М. А., Атовмян Л. О. // Итоги науки и техники. Сер. Kристаллохимия. М.: ВИНИТИ, 1985. Т. 19. С. 3.

4.      Mizuno N., Misono M. // J. Molec.Catal. 1994. V.86, P.319.

5.      Friedheim C.,Keller F. //Ber. 1906. V.39. P.4304.

6.      S. Holguin Quinones, Казиев Г.З., Орешкина А.В. и др. // Журн. неорган. химии. 2005. Т.50. №11. С.1813.

7.      Сыромятников Ф.В. // Мин. Сырье. 1930. №6. С.908.

8.      Накамото К. ИК спектры и спектры КР неорганических и координационных соединений. М.: Мир, 1991. 536с.

 

 

 

Основные термины: гексамолибденокобальтата натрия, гексамолибденокобальтата натрия, кислого гексамолибденокобальтата натрия, кислого гексамолибденокобальтата натрия, координационных соединений, координационных соединений, Похожая статья, Похожая статья, кристаллы гексамолибденокобальтата натрия, кристаллы гексамолибденокобальтата натрия, присутствии карбоната натрия, раствору молибдата натрия, присутствии карбоната натрия, раствору молибдата натрия, обработке нитратом натрия, обработке нитратом натрия, Итоги науки, Итоги науки, Гексамолибденокобальтат натрия, Гексамолибденокобальтат натрия

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle