УДК  546.185:543.226


оптимізація умов одержання безводних фосфатів з  їх  кристалогідратів


Алмаші О.І., Антрапцева Н.М.

Національний  університет  

біоресурсів і природокористування України,

м. Київ, Україна


Термообробка кристалогідратів є одним з найбільш технологічних способів одержання безводних солей та матеріалів на їх основі. Для вибору оптимальних умов одержання продуктів зневоднення використовують термоаналітичні методи дослідження.

Мета даної роботи – встановити вплив швидкості нагрівання Мn2Р2O7∙5H2O на взаємозв’язок процесів дегідратації і кристалізації.

Основним експериментальним методом обраний диференціально-термічний аналіз (ДТА), якій виконували за допомогою деріватографа Q-1500 D в умовах динамічного (швидкість нагрівання 10.0; 5.0 і 2.5 град./хв.) і квазіізотермічного режимів нагрівання, аналогічно [1].

Відповідно до результатів ДТА, нагрівання Мn2Р2O7∙5H2O із швидкістю 2.5 град./хв. супроводжується глибоким ендотермічним ефектом в інтервал 623 – 668 К. Втрати маси зразка при цьому складають 0.5 моль Н2О. Ці дані повністю відповідають традиційним уявленням про те, що видалення з гідрату води супроводжується ендотермічним ефектом [2].

За збільшення швидкості нагрівання з 2.5 до 10 град./хв. практично в тому ж інтервалі температур (623 – 683 К) видалення тих же 0.5 моль H2O супроводжувалось появою на кривій ДТА чіткого екзотермічного ефекту.

Рентгенофазовим аналізом встановлено, що продукти часткового зневоднення Мn2Р2O7∙5H2O, одержані при температурі початку ендотермічного ефекту (623 К, швидкість нагрівання 2.5 град./хв.), мають кристалічну структуру, яка після нього (668 К) не змінюється. Той же продукт зневоднення, одержаний нагріванням із швидкістю 10.0 град./хв., є рентгеноаморфною фазою, яка кристалізується після екзотермічного ефекту в області 623 – 683 К. Тобто хід кривої ДТА, яка описує дегідратацію за швидкості нагрівання 10 град./хв., обумовлений настанням екзотермічного процесу кристалізації. Оскільки тепловий ефект кристалізації рентгеноаморфної фази перебільшує за величиною ендотермічний ефект видалення води, то крива ДТА відображує підсумок накладання одне на одного цих протилежних за знаком теплових процесів.

Враховуючи результати ДТА, оптимальними для одержання безводного β-Мn2Р2O7∙термообробкою Мn2Р2O7∙5H2O обрані такі умови: динамічний режим нагріванні зі швидкістю 10.0 град./хв., квазіізотермічний зі швидкість нагрівання 3.0 град./хв.

Отже, зміна режимів нагрівання кристалогідратів під час їх зневоднення значно впливає на теплові ефекти, що реєструють послідовність термічних перетворень, які відбуваються у твердій фазі.


Список літератури:

1. Антрапцева Н.М. Термические  превращения  дифосфатов  твердого  раствора Со2-xMnxP2O7∙6H2O / Н.М. Антрапцева, Н.В. Ткачева // Укр. хим. журн. – 2011. – Т.77, №9-10. – С. 15-20.

2. Макатун В.Н. Химия неорганических гидратов / В.Н. Макатун. – Мн.: Наука и техника, 1985. – 246 с.