Синтез и термохимия оксоантимонатов щелочных, щелочноземельных и некоторых переходных металлов Касенова, Шуга Булатовна

Введение к работе

Актуальносгь_темЫ;_ Развитие современной неорганической химии и неорганического материаловедения во многом зависит от изучения и синтеза новых материалов с заданными свойствами, которые в соответствии с народнохозяйственными потребностями объединяются в перспективные классы или отдельные группы соединений. К таковым относятся оксоантимонаты, т.е. соли сурьмяной кислоты, которые до настоящего времени исследованы крайне недостаточно как в химическом ,так и физико-химическом отношениях. Следует подчеркнуть, что сурьма и его соединения широко применяется в народном хозяйстве. Высокочисгая сурьма является прекрасным полупроводником. Ангимонид индия используется для производства датчиков Холла, в счетно-решающих устройствах, в качестве фильтра и детектора ИК-излучекия, ангимониды JI и Ьа. используются для изготовления высокочастотных диодов, и триодов. Сурьма гакке входит в состав различных сплавов специального назначения. Оксид сурьмы(В) используется в качестве ингредиентов в производстве термостойких смол и полимеров. Соединения сурьмы применяются в медицине, в текстильной, сгекольной, резиновой и спичечной примышаенносги и в качестве люминофоров. В сырьевом балансе промышленного производства сурьмы ангимонагы натрия, получаемые при переработке щелочных сплавов рафинирования свинца, имеют вакное значение. Естественна, география областей применения соединений сурьмы расширится, если более детально будут исследованы ранее не изученные свойства многочисленных соединений этого элемента.

Практически не исследованными до сих пор являввея такие фундаментальные константы, как термохимические и термодинамические характеристики ангимонагов, которые внесли бы существенный вклад

s химическую информатику и были бы использованы ъ неорганическом материаловедении . і.о сих пор в связи с отсутствием данных не рассмотрены в свете Периодического закона закономерности изменения ск;і:кі''->:иі.:ических свойств соединений сурьмы в ряду аелочных -..елочнсаенелькых - переходных металлов.

Поэтому даке достаточно ограниченное перечисление этих вопросов , когирые кдуг своих решении, делает сунносгь выбранной темы актуальной.

Работа выполнялась в инициативном и поисковом плане в рамках Г0С0С5Г.ЄТН0Й темы Химико-металлургического института НЦ КПМС РК ' *ії-ььє равновесия в системах, состоящих из оксидов цветных чї*ляоь к оксида мышьяка (У) и исследование-термодинамических евойсгв образующихся фаз"; вклвченнув в Республиканскус комплексную целевув научни-гехничеокув программу на І593-І997 г.г.

Іііьс_касгояией_абогн является синтез и исследование термохимических свийсгв антимонагов щелочных, щелочноземельных и некоторых переходных (UD , JYi ,3.n , hb- ,$d.~) мегаллив. Ь связи с поставленной целью .были определены следующие задачи:

синтез антимонагов щелочных, иелочноземельных и некоторых переходных ( 3d -, ^/-) металлов;

экспериментальное определение энтальпий растворения и стандартной энтальпии образования оксооргоакгимонагоз натрия .калия

и цезия;

экспериментальное определение теплоємкостей антимонагов щелочных,щелочноземельных и некоторых переходных металлов и вычисление температурных зависимостей их гериодинамических функций;

гермодинаничесЕИй анализ твердофазного взаимодействия карбонатов иелочных металлов с оксидом сурьмы (У).

Научная новизна оаОоты.

1. Твердофазным способом синтезированы 19 антимонагов щелочных, [аелочноземелвных и переходных {3d -, к 4 -элементов) металлов, для мегаантимонатов калия и цезия впервые определены типы сингиний и параметры элементарной ячейки.

2. Впервые экспериментальным путем определены стандартные энтальпии расгвирения Jfa.₃SbO^, К₃5ЬСЦ и CSjSbO,, в стандартном воаким растворе.

3. На основании опытных данных впервые определены стандартные энтальпии образования К₃SЬ0_Ч и Сs_эSЬ0^ из простых веществ.

4. С использованием калориметрических измерений впервые вычислена стандартная энтальпия образования иона SbD-i в зоанок растворе, для расчета ді И (298,15) антимонагов в твердом состоянии рассчитан энгальпииный инкремент иона SbO^ . Оценены величины стандартных энтальпий образования гипотетических газообразных ионое Sb0₃ , Sb₃0,_o , Sb₂0_f и Sb0₄

5. Ь'первые экспериментальным путем в интервале 29S,I5-673K определены теплоемкости Jfa SbOj, КSbD₅ .CsSbOj , ,ЛЪ₅$Ь0ц,

$>г_гі SbO^ )₂, &a з ( SbO^)^, Ca₂ 5b₂0f , SzzSbsO? , Ca(Sb0₃)₂, Sz (5Ь0₃ )₂. JSa( Sb0₃)₂, 2л ( 5Ь0_Э)₂, Co С Sb0₅)₂» JVI.( Sb0₃)₂,^^ Sbi Of - ,ba₃Sb0f- ш Jfd₃SbD?. ^rfa основе опытных данных вычислены их уравнения температурной зависимости теплоемкости и рассчитаны гакке температурные зависимости термодинамических функций S(T), Н (Т)-Н: 298,15) и v^xx(T).

6. Впервые рассчитаны основные термохимические и термодинамические характеристики более ТО антимонагов щелочных, щелочноземельных и переходных металлов.

7. Выявлено явление периодичности в изменениях термохимических характеристик антимонагов.

3. бпергые прозе цен термодинамический анализ твердофазного

взаимодействия карбонатов иелочішх металлов с оксидом сурьмы (У).

е^ї.її.і'і'ІЕІІіЕ.'ІЇЇ.ІІІІУ.і.З.їачение. Полученные результаты могут
быть использованы в препаративной технике для синтеза оксоакгиио-
катов , в химической информатике в качестве исходных данных для
банков фундаментальных термодинамических консганг типа"ИВТАНТЕРМО"
(РАН), для создания іризико-химических моделей при производстве
сурьмы. -.

Основные_полокения^_выносимые_на защиту:

.- синтез и рентгенографическое исследование ангимонатов щелочных .щелочноземельных и некоторых переходных металлов;

термохимическое исследование ангимонатов щелочных металлов;

исследование теплоемкости ангимонатов щелочных, щелочноземельных и некоторых переходных металлов и вычисленные на их основе температурные зависимости их термодинамических функций.

Апробация работы. Материала диссертации докладывались и об-суг.цались на: У Международной конференции по химии и технологии халькогенов и халькогенидов, посвященной 70-летию со дня рокдекия, академика Ь.А.Букегова.расаиреннон семинаре Химики-мегаллургичес-кого института НЦ KILMC РК.

_Публикации . По материалам диссертации опубликовано 8 статей в академических, изданиях и і тезис доклада на международной научной конференции.

ЛЕЕ2ВД:. диссертация из лишена на 115 страницах мааино-пнсного гёг.сса , вклачая 1$ рисунков и 25 таблиц и состоит из : введения, пяти глав, выводов, списка цитируемой литературы и прилоггения. Список литературы вклвчаог "83 наименования.

Во введении обосновываются выбор темы и ео актуальность,формулируется цель и оснознце положения,выносимые на занигу.обсукда-сгся научная новизна, практическая значимость работы.