Система нитрат европия - алюминат натрия - вода при 20 С

Система нитрат европия - алюминат натрия - вода при 20є С

Г.В.Дружинина, Н.Н.Феофанова

Согласно литературным источникам, алюминаты редкоземельных элементов получают спеканием оксидов металлов [1], прокаливанием смеси термически нестойких солей [2], взаимодействием расплавленных хлоридных смесей в токе газообразного кислорода [3]. Авторы работы [4] отмечают, что состав алюминатов РЗЭ различен:

R2O3•Al2O3 (R = La, Sm, Eu, Tb); R2O3•11Al2O3 (R == La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu); 2R2O3•Al2O3 (R = Yb, Tb, Y); ЗR2O3•5Al2O3., (R = Y, Tb, Yb).

В данной работе приводятся результаты исследования системы нитрат европия -а люминат натрия - вода. Равновесия в системе изучали методом остаточных концентраций [5]. Готовили серию смесей с соотношением Al:Eu от 0,26 до 3. Серия состояла из 8 смесей исходных растворов. Исходный раствор нитрата европия имел концентрацию 9,64•10-2 моль/л, алюмината натрия - 5,006•10 моль/л. Алюминат натрия для приготовления раствора синтезировали в лаборатории по методике [6]. Объем смеси приняли равным 70 мл. Смеси перемешивали в течение 12 часов, отделяли жидкие фазы от осадков фильтрованием и анализировали на количественное содержание европия [ 7] и алюминия [8].

Анализы показали (см. табл.1), что в жидких фазах смесей с исходным соотношением Al:Eu = 0,26 до 0,74 отсутствует алюминий (при избытке европия), а в жидких фазах смесей с исходным соотношением Al:Eu = 1,31 до 1,75 отсутствует европий (при избытке алюминия). В жидкой фазе смеси 4 (исходное соотношение Al:Eu = = I) не обнаружено присутствие обоих катионов.

Расчет по определению соотношения Eu2O3•Al2O3 в твердых фазах смесей показал, что в смеси 3 и 4 это соотношение близко кI, т.е. можно сделать вывод об образовании соединения - моноалюмината европия.

На рис.1 представлена кривая, отражающая взаимодействие компонентов в системе. Она состоит из двух ветвей, пересекающихся в точке, соответствующей взаимодействию компонентов в отношении 1:1

Таблица 1

Результаты исследования системы нитрат европия - алюминат натрия - вода

№ смеси 

Начальные концентрации, 

С•I03 моль/л 

Остаточные концентрации, 

С•I03моль/л

рН 





ж.ф.

Прореагировало, 

С•I03моль/л



А 13+

Eu3+

отношение 

А13+

Eu3+

А13+

Eu3+



А13+

Eu3+

Отношение 

Eu3+ 

Al2O3 

в тв. ф.

1 

2 

3 

4 

5 

6 

7

8

0,371 

0,74 

1,06 

1,45 

1,858 

2,23 

2,97 

4,46

1,418 

1,418 

1,418 

1,418 

1,418 

1,418 

1,418 

1,418

0,262 

0,52 

0,74 

1,02 

1,31 

1,57 

2,09 

3,145

- 

- 

- 

- 

0,03 

0,06 

0,5 

1,75

1,165 

0,75 

0,306 

- 

- 

- 

- 

-

5,75 

5,85 

5,95 

6,00 

10,1 

11,00 

11,35 

11,95

0,371 

0,74 

1.06 

1,45 

1,83 

2,168 

2,48 

2,71

0,258 

0,668 

1,112 

1,418 

1,418 

1,418 

1,418 

1,418

0,69 

0,90 

1,05 

0,98 

0,77 

0,65 

0,57 

0,52



Рис.1. Кривые остаточных концентраций компонентов и изменения рН в жидких фазах системы

Для жидких фаз смесей определили значение рН. Вид кривой этого свойства жидкой фазы также подтверждает образование соединения с соотношением Al:Eu = 1:1. Условия получения позволяют предположить его состав Eu2O3•Al2O3•nH2О.

Список литературы

1. Година Н.А., Келлер Э.К. Условия образования алюминатов лантана, празеодима и неодима // Изв.АН СССР. Сер. хим. 1966.№ 1. С.24.

2. Портной К.И., Тимофеева Н.И. Синтез и свойства моноалюминатовРЗЭ // Изв.АН СССР. Сер. Неорган.материалы. 1965. T.1. № 19.С.1598.3. Асланян К.Г., Наджарян А.К., Никогосян Р.Б. Синтез алюминатов некоторых редкоземельных элементов // Арм.хим.журнал. 1981.Т.34. № 1. С.13.

4. Тородов Н.А., Бондарь И.А., Лазарев А.Н., Смолин Ю.И. Силикаты редкоземельных элементов и их аналоги. Л.: Наука, 1971.С.52.

5. Тананаев И.В., Левина М.И. // Завод.лаб. 1949. Т.8. С.887.

6. Дружинина Г.В., Рябова Е.Е. Взаимодействие алюмината натрия с нитратом празеодима в водных растворах при 20°С / В сб.:

Физико-химические исследования равновесий в растворах. Ярославль, 1987. С. 5.

7. Курс радиохимии / Под ред. А.В.Николаева. М.: Высшая школа,1969. 296 с.

8. Кутейников А.Ф., Бродская В.М. Комплексонометрическое определение редкоземельных элементов в присутствии Al3, Ре3+, Са2+,F- // Завод.лаб. 1962. Т.28. С.792.