.RU

Исследование условий синтеза германатов-висмута (III) в неводных растворителях

В.В.Девяткин

Уровень развития химии на современном этапе во многом определяется экспериментальными достижениями в синтезе новых веществ и материалов с заданными свойствами. Многообразием уникальных физических и химических свойств обладают соединения со структурой силленита и эвлитина [1, 2]. К подобным соединениям относятся германаты висмута типа Bi2GeO5, Bi4Ge3O12, Bi12GeO20, нашедшие применение в оптоэлектронике, пьезотехнике, голографии, акустооптике, радиоэлектронике, рентгеновской и позитронной томографии. Пространственно-временные модуляторы света, линии задержки телевизионных сигналов, фильтры промежуточной частоты для цветного телевидения, детекторы g - излучения - вот далеко не полный перечень областей применения и приборов, действующих на основе германатов висмута.

Указанные соединения получают твердофазным синтезом, требующим высоких температур, больших энергозатрат и многократного диспергирования компонентов. Поэтому определенный интерес представляет разработка методов получения германатов висмута в мягких условиях, в частности - из растворов. Одной из основных причин, затрудняющих синтез соединений этим методом, является поведение ионов висмута (III) и германат-ионов в водной среде. Первые стабильны в кислых растворах, последние - в щелочных. Обменная реакция между ними неизбежно приводит к соосаждению гидроксида висмута (или его основных солей) и оксида германия. Следовательно, необходимо в первую очередь найти растворители, которые бы стабилизировали одновременно оба исходных компонента, исключая их гидролиз.

В качестве растворителей нами были выбраны глицерин, этиленгликоль (ЭТГ), диметилформамид (ДМФА), этанол. Исходными веществами являлись безводный хлорид висмута (III) и синтезированный нами по методике [3] метагерманат калия K2GeO3. Равновесия в бинарных системах исследовались в водяном (масляном) термостате в интервале температур 25 - 900 C. Температура поддерживалась постоянной с точностью -+ 0,10 C. Систему осадок - насыщенный раствор выдерживали при непрерывном перемешивании в течение 9-10 суток. После установления равновесия проводили количественное определение компонентов. Содержание германия (IV) в растворах определялось методом гравиметрического осаждения германолибдата 8-оксихинолина [4, 5]. Содержание в жидкой фазе ионов Bi3+ количественно определялось комплексонометрическим титрованием с ксиленоловым оранжевым [6,7].

Ранее проведенные исследования [8, 9] показали, что многоатомные спирты и моносахариды образуют с ионами Ge4+ комплексные кислоты, более сильные, чем германиевые. Отношение Ge : L в образующихся комплексах с глицерином равно 1 : 1 и 1 : 2 , с гексолами и гексозами 1 : 2. При низких значениях pH и больших концентрациях GeO2 и лиганда возможно образование полимерных комплексов. Константа нестойкости понижается с увеличением концентрации полиола в растворе [4], что связано с изменением диэлектрической проницаемости последнего, пространственным расположением OH-групп и конформацией лиганда в ряду C2H5OH - ЭТГ - глицерин-глюкоза-галактоза-маннит-фруктоза.

Проведенные нами исследования показали, что растворимость K2GeO3 и BiCl3 увеличивается с ростом температуры линейно. Как следует из данных табл. 1, с увеличением углеродной цепи и числа OH-групп в лиганде в ряду C2H5OH - ЭТГ - глицерин растворимость K2GeO3 и BiCl3 возрастает. Сравнение соответствующих величин используемых растворителей [10] указывает на уменьшение показателей констант автопротолиза (pKai) и увеличение донорных чисел (DN) в указанном ряде растворителей. Малая энергия активации и небольшая сила кислоты-катиона Bi3+ в сравнении с K+ обусловливают меньшую растворимость BiCl3 в ДМФА и C2H5OH, в отличие от K2GeO3. Большой кристаллографический радиус аниона GeO32- также объясняет невысокую растворимость K2GeO3 в ДМФА и С2H5OH, которая увеличивается с ростом способности растворителя сольватировать анионы в ряду C2H5OH - ЭТГ - глицерин. Использование глицерина в качестве среды или добавки к какому-либо растворителю позволяет значительно повысить концентрацию ионов Bi3+ и Ge4+ в растворах.

Исследования [II] показали возможность образования комплексных соединений состава BiCl3 х 6 ДМФА и BiCl3 х 4 ДМСО. Процесс комплексообразования BiCl3 способствует повышению концентрации ионов Bi3+ в указанных средах.

Анализ полученных результатов показывает, что наибольшая растворимость K2GeO3 и BiCl3 наблюдается в сильно ассоциированных растворителях с H-связью, способных к образованию гетеромолекулярных ассоциантов, наименьшая - в апротонном высокодиполярном ДМФА.

Таблица 1. Растворимость BiCl3 и K2GeO3 в неводных растворителях, г/100 г раствора


iii-fizicheskie-osnovi-nacionalnogo-haraktera-organicheskoe-stroenie-i-temperament.html
iii-formi-kontrolya-programma-disciplini-praktikum-po-ekonomicheskoj-sociologii-dlya-napravleniya-040200-62-sociologiya.html
iii-freska-o-b-pavlov-ocr-ked-yurij.html
iii-glava-v-kotoroj-chitatel-bolee-podrobno-znakomitsya-s-tolko-chto-predstavlennimi-geroyami.html
iii-gosudarstvennaya-politika-i-normativno-pravovoe-28-vi-voprosi-mezhvedomstvennogo-vzaimodejstviya.html
iii-gruppovie-disciplini-richard-foster.html
  • write.bystrickaya.ru/glava-2--samij-vazhnij-razgovor-nechelovek-kniga-nazivaetsya-ya-i-ona-napisana-ot-pervogo-lica-kotoroe-na.html
  • letter.bystrickaya.ru/o-nachale-2009-2010-uchebnogo-goda-v-obsheobrazovatelnih-uchebnih-zavedeniyah-respubliki-kazahstan.html
  • composition.bystrickaya.ru/po-faktu-vzriva-na-npz-provoditsya-dosledstvennaya-proverka-internet-resurs-sibkrayru-20062011.html
  • exchangerate.bystrickaya.ru/itogi-srezovih-kontrolnih-rabot-po-kafedre-istorii-spravka-o-rezultatah-samoobsledovaniya-kafedri-istorii-po.html
  • paragraph.bystrickaya.ru/lishnyaya-valyuta-granicu-ne-proshla-itogi-deyatelnosti-tamozhennih-organov-yutu-v-2008-godu-i-v-1-kvartale-2009-goda.html
  • lektsiya.bystrickaya.ru/prikladnaya-it-konfliktologiya-kak-ne-ubitsya-o-stenu-neponimaniya-reshaya-konflikt-s-kollegami.html
  • lesson.bystrickaya.ru/nalogi-i-sushnost-vidi-i-klassifikaciya.html
  • universitet.bystrickaya.ru/tema-10-ekonomicheskaya-paradigma-epohi-romantizma-paradigmi-ekonomicheskoj-misli.html
  • composition.bystrickaya.ru/otchet-po-individualnomu-issledovatelskomu-proektu-07-01-178-vipolnennomu-pri-podderzhke-nauchnogo-fonda-gu-vshe-stranica-13.html
  • write.bystrickaya.ru/glava-v-rizvanie-moiseya-i-vihod-evreev-iz-egipta-svyashennaya-biblejskaya.html
  • uchebnik.bystrickaya.ru/vibori-v-mosgordumu-dovibori-v-gosdumu-pervij-kanal-novosti-ekonomiki-10-11-2005-evteev-07-45-13.html
  • learn.bystrickaya.ru/glava-3-uchimsya-sotrudnichestvu-fopel-k-kak-nauchit-detej-sotrudnichat-psihologicheskie-igri-i-uprazhneniya.html
  • letter.bystrickaya.ru/oam-leumettk-shindi-zhospari.html
  • education.bystrickaya.ru/11-eeiih-i-raiizgi-ieliks-r-paturi-stranica-11.html
  • occupation.bystrickaya.ru/moskovskij-komsomolec-05082011-novie-pensionnie-garantii-vstupili-v-silu-monitoring-smi-rf-po-pensionnoj-tematike-8-avgusta-2011-goda.html
  • report.bystrickaya.ru/izuchenie-psihologii-sna-sportsmenov-regionalnaya-obshestvennaya-organizaciya-uchenih.html
  • composition.bystrickaya.ru/ponimanie-obedinenie-v-v-znakov-ponimanie-v-poznanii-i-obshenii-vtoroe-izdanie-ispravlennoe-i-dopolnennoe.html
  • zadachi.bystrickaya.ru/opredelenie-rinochnoj-stoimosti-imushestvennogo-zdaniya-administrativno-organizacionnogo-tipa-oao-benefis.html
  • nauka.bystrickaya.ru/uchebnoe-posobie-dlya-ctudentov-starshih-kursov-i-aspirantov-tver-tverskoj-gos-un-t-1999-annotaciya.html
  • universitet.bystrickaya.ru/statya34publichnie-slushaniya-statya1-1.html
  • lesson.bystrickaya.ru/ostrij-infekcionnij-kataralnij-bronhit.html
  • write.bystrickaya.ru/gorelki-inzhektornie-i-bezinzhektornie.html
  • ucheba.bystrickaya.ru/programma-kursa-politicheskij-analiz-i-prognozirovanie-specialnost-politologiya.html
  • notebook.bystrickaya.ru/klassnij-chas-uchitel-ilina-evgeniya-valerevna.html
  • znaniya.bystrickaya.ru/rech-devyatnadcataya-v-v-posuvalyuk-zamestitel-ministra-inostrannih-del-rf.html
  • uchenik.bystrickaya.ru/hollerit-german.html
  • studies.bystrickaya.ru/internet-kak-instrument-realizacii-servisnoj-deyatelnosti.html
  • doklad.bystrickaya.ru/v-sluchae-kogda-odna-iz-stoyanok-zanyata-zarulivanie-na-ms-67-po-instrukciya-po-proizvodstvu-poletov-na-aerodrome.html
  • literature.bystrickaya.ru/dolgosrochnaya-programma-socialno-ekonomicheskogo-razvitiya-altajskogo-kraya.html
  • ucheba.bystrickaya.ru/pravitelstvo-sverdlovskoj-oblasti-postanovlenie-stranica-4.html
  • pisat.bystrickaya.ru/the-use-of-physical-force-special-means-pravovie-voprosi-effektivnogo-ispolzovaniya-zemelnih-resursov-tverskoj-oblasti.html
  • gramota.bystrickaya.ru/vremena-anglijskogo-glagola.html
  • books.bystrickaya.ru/ekologya-ta-ekonomka-minule-suchasne-perspektivi-chast-4.html
  • textbook.bystrickaya.ru/hameln-bodenverder-goslar-vernigerode-kvedlinburg-vroclav.html
  • kontrolnaya.bystrickaya.ru/programmi-dlya-slezheniya-za-sputnikami-rabota-s-programmoj-orbitron-10.html
  • © bystrickaya.ru
    Мобильный рефератник - для мобильных людей.