Введение к работе
Актуальность работы.
Широкое применение молибдатов щелочных металлов для синтеза различных катализаторов, люминесцентных и оптических материалов, матриц квантовых генераторов, высококачественной керамики, значимость их в гидрометаллургической переработке молибдено-вольфра-мового сырья требуют от исследователей достоверных сведений о фазовых равновесиях, растворимости и изменении физико-химических характеристик фаз в водных и неводных многокомпонентных системах.
В литературе имеется обширный материал по растворимости и физико-химическим свойствам растворов молибдатов щелочных металлов и аммония. Однако сведений о возможных взаимодействиях между самими молибдатами щелочных металлов и аммония в насыщенных растворах, часто приводящие к образованию сложных твердофазных продуктов (двойных молибдатов) ,носят фратентальйый и ограниченный характер. Выявляя кристаллохимические особенности двойных молибдатов, технические области их применения, авторы этих исследований в тоже время оставляли нерешенными многие,на наш взгляд, важные вопросы. Из-за применяемого в исследовании систем препаративно-синтетического метода, эти работы в принципе не могли выявить всего многообразия взаимодействий между молибдатами щелочных металлов и аммония в насыщенных растворах. В тоже время исследователями не могли быть предложены оптимальные условия синтеза новых твердых фаз, так как неизвестными оставались характер растворения соединений в воде и концентрационные границы областей их крисггаллизации. Это позволило определить цели данной работы, которая выполнена согласно основным тарным направлениям ПНИЛ физико-химических основ получения соединений молибдена и вольфрама при Кабардино-Балкарском госуниверситете (№ государственной регистрации 01950003815 на 1993-1997гг.) в соответствии с координационным планом РАН по теме"Исследование гетерогенных равновесий в водно-солевых системах на основе, соединений молибдена и вольфрама с целью интенсификации технологических процессов гидрометаллургической переработки вояьфрамо-молибденового сырья" и кафедры неорганической химии Северо-Осетинского государственного университета.
Цель работы:
изучение растворимости и физико-химических свойств насыщенных растворов в тройных водно-солевых системах Ы2Мо04-Э2Мо04-Н20 (Э -Na +, К +, Rb+, NH4+1 Сї*), Na2Mo04-32Mo04-H20 (Э - К +, Cs^;
выявление основных закономерностей изменения растворимости и физико-химических свойств насыщенных растворов систем в зависимости от природы исходных компонентов и физико-химических составляющих их ионов ;
установление и описание оптимальных условий синтеза сложных твердых фаз;
исследование физико-химических свойств твердых фаз, кристаллизующиеся из насыщенных растворов исследуемых систем;
прогноз избыточных термодинамических свойств насыщенных растворов и определение некоторых термодинамических свойств новых молибдатов.
Научная новизна.
-Впервые подвергнуты систематическому изучению растворимость и некоторые физико-химические свойства насыщенных растворов семи тройных водно-солевых систем, составленных из молибдатов литій и натрия в сочетании с другими молибдатами щелочных металлов и аммония при 25С (в отдельных случаях и при более высоких температурах);
выявлено образование двойных молибдатов, определены их составы, характер растворения соединений в воде, концентрационные границы образования, а в некоторых системах оценены температурные пределы их устойчивого существования;
на основе анализа результатов исследования в системах растворимости и физико-химических свойств насыщенных растворов предложены оптимальные условия синтеза двойных молибдатов;
-монокристаллы выделенных двойных молибдатов идентифицированы различными методами ; описаны спектроскопические и термические свойства веществ; для некоторых соединений определены кристаллографические характеристики, их молекулярная и кристаллическая структуры;
- количественной интерпретацией данных по растворимости в систе
мах (с привлечением методов компьютерного прогнозирования избыточ
ных термодинамических свойств растворов электролитов) оценены веро
ятные значения произведений растворимости молибдатов щелочных ме
таллов и амммония и двойных солей, их стандартные изобарные потен
циалы образования и термодинамическая вероятность реакций образова
ния двойных соединений.
Практическая ценность работы. Результаты определения фазовых равновесий и физико-химических свойств насыщенных растворов в изу-ченых нами тройных водно-молибдатных системах включены как ценный справочный 'материал в справочник З.Г.Карова и М.В.Мохосоева "Растворимость и свойства растворов соединений молибдена и вольфрама". ВО"Наука". Новосибирск. 1993. С.503. Компьютерные программы по предрасчету избыточных термодинамических свойств растворов электролитов, разработанные нами, нашли практическое применение в лабораторном практикуме курса"Физическая химия"на кафедре химической экологии. Сведения о составах образуемых сложных твердых фаз, об оптимальных условиях их выделения, о кристаллографических, спектро-
скопических, термических и термодинамических характеристиках могут быть рекомендованы при чтении курсов по неорганической химии, химии редких элементов, неорганическому синтезу, физико-химическому анализу, физической химии на химических факультетах университетов и в химико-технологических вузах.
Апробация работы. Материалы диссертации доложены и обсуждены на VI Всесоюзном совещании по химии и технологии молибдена и вольфрама (г.Нальчик, 1988 г.), на 3-й региональной конференции "Химики Северного Кавказа народному хозяйству"(г.Нальчик, 1991 г.), 5-м Международном симпозиуме по растворимости (г. Мосюза, 1992г.), на итоговых научных сессиях Кабардино-Балкарского госуниверситета (г.Нальчик, 1992-1997 г.г.)
Публикации. По теме диссертации опубликовано 15 научных работ: 7 статей и 8 тезисов.
Объем и структура работы. Диссертация изложена на 214 стр. машинописного текста, включает.*.^., рис. и.Зб. табл.. Диссертация состоит из введения, пяти глав, основных выводов и списка цитируемой литературы (131 наименовани.:) и приложения.