Синтез, рентгенофазовый и термический анализ гексавольфрамокобальтата натрия

Синтез, рентгенофазовый и термический анализ гексавольфрамокобальтата натрия

Орешкина А. В.

Орешкина Анастасия Васильевна / Oreshkina Anastasiya Vasiljevna - кандидат химических наук, доцент,

кафедра общей химии,

Институт биологии и химии

Московский педагогический государственный университет (МПГУ), г Москва

Аннотация: синтезирован и исследован методами анализа масс-спектрального, рентгенофазового и термогравиметрического гексавольфрамокобальтат натрия, относящийся к структурам 6-го ряда. Abstract: synthesized and studied by mass spectral, x-ray phase and thermogravimetric methods of the analysis of hekseformular sodium relating to the structures of the 6-th row.

Ключевые слова: гетерополисоединения, термический анализ, синтез.

Keywords: heteropolysaccharide, thermal analysis, synthesis.

УДК 541.49: 546.677

Гетерополисоединения (ГПС) представляют собой класс уникальных координационных соединений, в которых оксометаллатная сфера выступает в качестве единого лиганда по отношению к одному, иногда к нескольким элементам - комплексообразователям, образуя при этом гетерополианионы (ГПА). Чаще всего в состав лигандов комплексных гетерополианионов входят молекулы оксидов только одного металла. Однако существуют гетерополианионы, которые содержат различные лиганды, включающие молекулы оксидов двух различных металлов. Если центральный элемент комплексного аниона и элементы, входящие в состав лигандов, одинаковы, то в этом случае соединение с таким комплексным анионом называется изополисоединением, а соответствующая ему кислота - изополикислотой [1]. Гетерополисоединения могут содержать как один, так и несколько комплексообразующих атомов. В зависимости от этого гетерополисоединения называют одноядерными или многоядерными. Полученное соединение относится к структурному типу Перлоффа или структурам шестого ряда, то есть имеющим октаэдрическое окружение молекулами оксида вольфрама, а в центре структуры которой расположен октаэдр из кобальт-кислорода [2].

Синтез осуществляли по измененной методике: для этого к горячему раствору вольфрамата натрия (0,1 М), подкисленному до pH 3 концентрированной азотной кислотой, добавляли горячий раствор ацетата кобальта (0.01М). Полученную смесь ярко-зеленого цвета нагревали на водяной бане до уменьшения объема в пять раз. Выпаренный раствор отфильтровывали и охлаждали в эксикаторе над щелочью. Спустя 4 суток выпадали зеленые кристаллы, которые отфильтровывали и промывали дистиллированной водой и этанолом. Для уточнения количественного состава был проведен масс-спектральный анализ (таблица 1).

Таблица 1. Данные масс-спектрального анализа Nа3[CоW6O18(ОН)6]•6H2O

ГПС Ыа Со W О Н20

Найдено, % Для Каз[СоШ6018(ОН)6]-6Н20 Вычислено, % 4,00 4,08 3,01 3,04 64,08 64,02 22,28 22,31 6,26 6,29

Синтезированный гексавольфрамокобальтат натрия исследовали РФА. Сопоставление полученных штрихрентгенограмм с базами данных позволило установить, что соединение не содержит возможных примесей и идентифицировано как самостоятельное соединение, относящееся к моноклинной сингонии, определены параметры элементарных ячеек, числа формульных единиц, пикнометрические плотности по методу Сыромятникова (табл. 2).

Таблица 2. Данные рентгенофазового анализа гексавольфрамокобальтат натрия

Г етерополисоединение а, А b, А с, А Р,° V, А3 р,г/см3 Z

Nаз[CоW60l8(ОЩi]•6H20 10,31 10,31 17,55 100,93 1834,77 3,04 2

ТГА соединения показал наличие двух эндотермических эффектов. Первый эндоэффект (при 140 С) отвечает за удаление шести кристаллизационных молекул воды. Второй эндотермический эффект (при

190 С) соответствует удалению 3-х молекул воды, образуется смесь оксидов натрия, кобальта и вольфрама. Схема термического разложения соединений может быть представлена следующим образом:

140 ° С 190 °С

№з[С^б018(ОН)6]-6И20---------> №3[СоW6Oi8(OH)6]-------- ^

- 6H2O

- 3H2O

3/2^0- 1/2Со2Оз^ 6WO3.

Представленная схема термораспада подтверждена ИК-спектрометрическим и рентгенофазовым методами анализа продуктов после данных эндоэффектов.

Литература

1. Поп М. С. Гетерополи- и изополиоксометаллаты. Новосибирск: Наука, 1990. 232 с.

2. PerloffA. The Crystal Structure of Sodium Hexamolybdochromate (Ill) Octahydrate,Na3(CrM°6O24H6)• 8H2O . // Inorg. Chem. 1970. V. 9. № 10. Р. 2228-2239.