Главная Научные журналы «Интернаука» Научный журнал «Интернаука» №20(290) ГЕТЕРОПОЛИМОЛИБДОХРОМАТ АММОНИЯ: СИНТЕЗ И ИССЛЕДОВАНИЕ

ГЕТЕРОПОЛИМОЛИБДОХРОМАТ АММОНИЯ: СИНТЕЗ И ИССЛЕДОВАНИЕ

Опубликовано в журнале: Научный журнал «Интернаука» № 20(290)
Рубрика журнала: 20. Химия
DOI статьи: 10.32743/26870142.2023.20.290.359023
Библиографическое описание
Раковский Я.С., Орешкина А.В. ГЕТЕРОПОЛИМОЛИБДОХРОМАТ АММОНИЯ: СИНТЕЗ И ИССЛЕДОВАНИЕ // Интернаука: электрон. научн. журн. 2023. № 20(290). URL: https://internauka.org/journal/science/internauka/290 (дата обращения: 25.04.2024). DOI:10.32743/26870142.2023.20.290.359023

Авторы

Раковский Ярослав Станиславович, Орешкина Анастасия Васильевна

ГЕТЕРОПОЛИМОЛИБДОХРОМАТ АММОНИЯ: СИНТЕЗ И ИССЛЕДОВАНИЕ

Раковский Ярослав Станиславович

студент, Московский педагогический государственный университет, ФГБОУ ВО «МПГУ»,

РФ, г. Москва

Орешкина Анастасия Васильевна

канд. хим. наук, доц., Московский педагогический государственный университет, ФГБОУ ВО «МПГУ»,

РФ, г. Москва

 

AMMONIUM HETEROPOLYMOLYBDOCHROMATE: SYNTHESIS AND RESEARCH

Yaroslav Rakovskiy

Student, Moscow State Pedagogical University,

Russia, Moscow

Anastasia Oreshkina

Candidate of Chemical Sciences, Associate Professor, Moscow State Pedagogical University,

Russia, Moscow

 

АННОТАЦИЯ

В данной статье приведена методика синтеза гексамолибденохромата аммония шестого ряда, со структурой типа Перлоффа. Соединение исследовано методами физико-химических анализов: масс-спектральным, термогравиметрическим и рентгенофазовым.

ABSTRACT

This article presents a method for the synthesis of ammonium hexamolybdenochromate of the sixth row, with a Perloff-type structure. The compound was research by the methods of physicochemical analyses: mass spectral, thermogravimetric and X-ray diffraction.

 

Ключевые слова: синтез, гетерополисоединения, гексамолибденохромат аммония, Перлофф.

Keywords: synthesis, heteropolycompounds, ammonium hexamolybdenochromate, Perloff.

 

Гетерополисоединения (ГПС) – это комплексы, особенность которых заключается в природе лигандов, образующих координационную сферу. В основном, это остатки металлокислородных кислот, которые в процессе химических взаимодействий между собой образуют полиоксометаллатные лиганды [1].  В современном мире, химия полиоксиметаллатов выступает как перспективное направление, и служит строительными блоками для создания наноразмерных полимерных структур, ГПС обладают определенными параметрами и уникальной структурой и свойствами.  ГПС состоят из аниона и противокатиона. Существуют несколько десятков типов структур. Основными являются структуры Кеггина, Перлоффа (рис.1) и Андерсона.

 

Рисунок 1. Структура Перлоффа

 

Первое сообщение о гетерополисоединениях датировано 1826 годом, когда Берцелиусом был синтезирован 12–молибдофосфат аммония. Таким образом, обширное изучение данных соединений не прекращаются практически 200 лет, потому что интересны не только теоретические факторы их производства, но и сферы применения. В настоящее время ГПС находят применение в аналитической химии, биохимии, гомогенном и гетерогенном катализе, используются как фотокрасители и противоопухолевые средства. Однако, присутствует лишь малое количество научных работ, рассматривающих влияние ГПС на живые организмы, в том числе и на растения.

Авторы статьи синтезировали гексамолибденохромат аммония шестого ряда, со структурой типа Перлоффа. Получение данного кристалла обычно вызывает затруднения. Вследствие этого, методика синтеза была модифицирована. Так, белый порошок четырёх водного парамолибдата аммония [(NH4)6Mo7O24·4H2O] растворяли в кипяченной дистиллированной воде и нагревали раствор до 80°C до полного растворения при постоянном и очень интенсивном перемешивании. Полученный раствор подкисляли концентрированной азотной кислотой, до значения pH=3. Далее в горячей воде был растворён девятиводный нитрат хрома (III) [Cr(NO3)3·9H2O], и добавлен к раствору парамолибдата аммония. Полученная смесь насыщено-розового цвета упаривалась несколько минут, а затем добавляли 3% пероксид водорода.  Данный раствор ставили на водяную баню и выпаривали около трех часов, до сокращения объема примерно в три раза.

Через несколько дней успешно проведенного синтеза был получен кристалл ярко-розового цвета, представленный на рисунке 2.

 

Рисунок 2. Микрофотография кристаллов (NH4)3[CrMo6O18(OH)6] · nH2O

 

Общее уравнение для проведённого синтеза можно представить как:

(NH4)6Mo7O24+[Cr(H2O)6](NO3)3+2HNO3=(NH4)3[CrMo6O18(OH)6]+3NH4NO3+MoO2(NO3)2+4H2O

Для подтверждения подлинности полученного вещества, изучения структуры и количественного определения были проведены масс-спектральный, термогравиметрический и рентгенофазовый анализы. Результаты масс-спектрального анализа представлены в табл. 1

Таблица 1.

Данные масс-спектрального анализа (NH4)3[CrMo6O18(OH)6] · 7H2O

ГПС

N

Cr

Mo

O

H2O

Найдено%

Вычислено %

3,5

3,5

4,2

 

4,3

 

48,9

48,8

 

32,3

 

32,5

 

10,8

 

10,5

 

 

При проведении термогравиметрического анализа соединения состава (NH4)3[CrMo6O18(OH)6] 7H2O были установлены четыре эндотермических эффекта. Первый и второй эндоэффект (области температур соответственно 95°С и 125°С) соотносятся с постадийным удалением пяти и двух молекул кристаллогидратной воды. При эндотермическом эффекте в температурном показателе, равном 400°С, происходит выделение трех молекул аммиака и 4,5 молекул конституционной воды. Последний эндоэффект при 780°С соответствует удалению шести молекул оксида молибдена.

Таким образом, авторами статьи была установлена следующая схема термического распада:

(NH4)3[CrMo6O18(OH)6] · 7H2O (NH4)3[CrMo6O18(OH)6] 2H2O (NH4)3[CrMo6O18(OH)6] 1/2Cr2O3.6MoO31/2Cr2O3

На основании рентгенофазового анализа (РФА) сопоставление полученных штрихрентгенограмм с базами данных, позволило заключить, что синтезированные соединения не содержат возможных примесей и изоструктурны. На основании РФА ГПС идентифицированы как самостоятельные соединения, относящиеся к моноклинной сингонии, также определены параметры элементарных ячеек и пикнометрические плотности по методу Сыромятникова. Данные представлены в таблицах 2 и 3 и рис.3.

Таблица 2.

Данные рентгенофазового анализа соединения (NH4)3[CrMo6O18(OH)6]·7H2O.

Гетерополисоединение

a, Å

b, Å

c, Å

β, Å

V, Å3

ρ,

г/см3

Z

(NH4)3[CrMo6O18(OH)6]·7H2O

11,41

10,32

10,57

99,12

995,72

1,99

1

 

Таблица 3.

Данные рентгенофазового анализа соединения (NH4)3[CrMo6O18(OH)6]·7H2O.

№

h

k

l

2θ, град

D,Ǻ

I,%

1.

0

1

0

8,56

10,31

100

2.

1

1

0

11,64

7,59

3,54

3.

2

1

0

15,13

5,84

1,66

4.

2

0

1

16,92

5,23

52,21

5.

2

0

2

25,36

3,51

4,00

6.

4

1

1

29,33

3,04

2,80

7.

2

3

1

31,11

2,87

1,08

8.

1

1

3

33,97

2,63

9,40

9.

3

3

2

39,60

2,27

0,38

10.

5

0

2

40,98

2,20

0,50

11.

3

1

4

49,36

1,84

0,92

12.

3

2

5

51,85

1,76

19,25

 

Рисунок 3. Штрихрентгенограмма (NH4)3[CrMo6O18(OH)6]·7H2O

 

Полученное соединение может быть использовано в качестве катализатора реакции мягкого синтеза метанола. Помимо этого, научный интерес вызывает его биологическая роль. Полученное в ходе исследования гетерополисоединение содержит микроэлемент - хром, а также катион аммония, который является частью азотных удобрений. Хром участвует в синтезе белка, способен повышать продуктивность фотосинтеза и содержание хлорофилла в листьях. В небольших концентрациях хром может быть стимулятором, при повышенных - ингибитором продуктивности и качества урожая, однако при высоких проявляется его токсичность [2]. 

Таким образом, вполне вероятно, что полученное соединение может использоваться как удобрение, содержащее микроэлементы.

 

Список литературы:

  1. Поп М. С. Гетерополи- и изополиоксометаллаты. Новосибирск: Наука, 1990. 232 c
  2. Ковда В.А. Биогеохимия почвенного покрова. - М.: Наука, 1985. - 264 с

Подписка на рассылку