CC BY
89
••• Известия ДГПУ. Т. 10. № 3. 2016
••• DSPU JOURNAL. Vol. 10. No. 3. 2016
доцент, заместитель директора по научно-методической работе, МБОУ «Многопрофильный лицей № 5», Махачкала, Россия; e-mail: [email protected]
tidisciplinary Lyceum No. 5", Makhachkala, Russia; e-mail: [email protected]
Принята в печать 25.04.2016 г.
Received 25.04.2016.
Химические науки / Chemical Science Оригинальная статья / Original Article
УДК 541. 13. 546. 76: 549. 76 / UDC 541. 13. 546. 76: 549. 76
Синтез вольфрамата и оксидных вольфрамовых бронз свинца в расплавах многокомпонентных систем
© 2016 Кочкаров Ж. А., Сокурова З. А.
Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х. М. Бербекова, Нальчик, Россия; e-mail: [email protected]; [email protected]
РЕЗЮМЕ. Целью данного исследования являлась разработка способа химического синтеза вольфрамата и оксидных вольфрамовых «бронз» свинца в ионных расплавах трех- и четырехкомпонентных взаимных систем. Для решения поставленных задач использовали дифференциальный термический анализ (ДТА) и рентгенофазовый анализ (РФА). Выявлены стабильные сечения, которые позволили определить основные реакции взаимного обмена, одним из продуктов которых является вольфрамат свинца.
На основе этих реакций проведен синтез вольфрамата свинца при температурах 600-650 0С. Полученные образцы идентифицированы РФА. Показано, что вольфрамат свинца не содержит примесей, а выход составил в каждом случае не ниже 98 %. На основе полученных результатов предложен принципиально новый способ химического синтеза вольфрамата свинца в расплавах при температуре 600650 0С на основе реакций взаимного обмена.
Ключевые слова: вольфрамат свинца, оксидные вольфрамовые бронзы свинца, синтез, технология получения, многокомпонентные системы, фазовые равновесия.
Формат цитирования: Кочкаров Ж. А., Сокурова З. А. Синтез вольфрамата и оксидных вольфрамовых бронз свинца в расплавах многокомпонентных систем // Известия Дагестанского государственного педагогического университета. Естественные и точные науки. Т. 10. № 3. 2016. С. 20-26.
The Synthesis of Tungstate and Tungsten Oxide Bronzes of Lead in Melts of Multicomponent Systems
© 2016 Zhamal A. Kochkarov, Zalina A. Sokurova
Kh. M. Berbekov Kabardino-Balkarian State University, Nalchik, Russia; e-mail: [email protected]; [email protected]
ABSTRACT. The aim of the research is the development of the way of the chemical synthesis of tungstate and oxidic tungsten "bronzes" of the lead in the ionic melts of three-and four-component mutual systems. To solve the tasks the authors use the differential thermal analysis (DTA) and x-ray diffraction (XRD). They revealed stable cross sections, which allowed determining the main reactions of mutual exchange, one of the products of which is the lead tungstate:
Based on these reactions they performed the synthesis of the lead tungstate at temperatures of 600650 0C. The obtained samples are identified by XRD. It is shown that the lead tungstate does not contain impurities, and the yield was not less than 98 % in each case. Based on these results the authors suggest-
ed a fundamentally new method of the chemical synthesis of the lead tungstate in the melts at the temperature of 600-650 0C on the basis of the mutual exchange reactions.
Keywords: lead tungstate, oxidic tungsten lead bronzes synthesis, production technology, multicompo-nent systems, phase balance.
For citation: Kochkarov Zh. A., Sokurova Z. A. The Synthesis of Tungstate and Tungsten Oxide Bronzes of Lead in Melts of Multicomponent Systems. Dagestan State Pedagogical University. Journal. Natural and Exact Sciences. Vol. 10. No. 3. 2016. Pp. 20-26. (In Russian)
Введение
Одним из достижений современной науки стало создание Большого адронного коллайдера для изучения микрочастиц и проникновения в строение вещества. Микрочастицы можно лишь зафиксировать точнейшей аппаратурой - фотонным спектрометром, в котором используются сцин-тилляторы, способные регистрировать ионизирующие излучения - гамма кванты. В настоящее время в качестве такого сцин-тиллятора применяют монокристаллы вольфрамата свинца РЬ*Ш04. Фотонный спектрометр - это электромагнитный калориметр, сделанный из 18 тысяч тяжелых сцинтилляционных кристаллов вольфра-мата свинца для измерения энергии фотонов [6; 7; 9; 13; 14].
Кристаллы вольфрамата свинца привлекают внимание уже многие годы, так как по сравнению с другими сцинтилляторами этот кристалл имеет самую высокую плотность (8,28 г/смЗ), обладает большими све-товыходом и радиационной стойкостью, что отвечает основным требованиям, предъявляемым к сцинтилляторам. Стабильность этих основных свойств сцинтил-ляционного материала в жестких радиационных условиях делает вольфрамат свинца перспективным материалом прецизионных электромагнитных калориметров.
В начале 90-х годов в рамках выполнения программы LHC были получены монокристаллы Ьи£Ю5 с более сильными сцинтил-ляционными свойствами, чем вольфрамат свинца. Однако высокая стоимость не позволила использовать их в большом количестве (1 см3 кристалла РЬШ04 стоит ~ 8 долларов, а Lu2SiO5 ~ 100 долларов).
Известен способ получения РЬ^ШО4 [4, 10, 11] путем взаимодействия растворов вольфрамата (молибдата) натрия и хорошо растворимой соли свинца с образованием вольфрамата (молибдата) свинца в виде мелкодисперсного аморфного осадка. Главным недостатком этого способа синтеза является то, что исходные вещества в зависимости от рН раствора гидролизуют-ся, что является основным фактором образования примесей.
Твердофазным синтезом вольфрамат свинца получают по сей день спеканием оксидов свинца (II) и вольфрама (молибдена) (VI) при температуре выше 1000 оС в течение нескольких суток [1-3; 8], а затем из полученного расплава с температурой 1800 оС вытягивается растущий монокристалл. Как видно, температуры этих процессов очень высокие, время синтеза длится долго, так как скорость процесса в твердой фазе очень низкая. Также надо учесть, что оксид свинца - летучее вещество, поэтому кристаллы вольфрамата свинца имеют состав, отличающийся от стехио-метрического.
Именно по такой технологии получают по сей день монокристаллы вольфрамата свинца на Богородицком заводе технохи-мических изделий в России методом Чо-хральского, в Шанхайском институте керамики (Китай) методом Бриджмена компанией Hurukava, в Институте монокристаллов (г. Харьков, Украина), в ОАО «Северные кристаллы» (г. Апатиты, Мурманская обл.) в кооперации с РНЦ «Курчатовский институт».
Диаграмма состояния системы РЬ0-Ш03 подробно исследована со стороны малых концентраций W0з и не полностью изучена при больших его концентрациях из-за высокой температуры плавления W0з и летучести РЬ0. Обнаружены два соединения состава PЬWО4 и PЬ2W05.
Оксидные вольфрамовые бронзы являются перспективными материалами для изготовления анодов химических источников тока, катодов электролизных ванн, полупроводниковых диодов и датчиков давления, в качестве пигментов типографских красок и катализаторов в органическом синтезе и т. д.
Свинцовые оксидные вольфрамовые бронзы PЬoJ8W0з, РЬа2^03 синтезированы отжигом смесей металлического свинца и вольфрамового ангидрида в кварцевых запаянных ампулах при температуре 7001000 оС в течение 7-60 дней. Получены бронзы с областью гомогенности в интер-
••• Известия ДГПУ. Т. 10. № 3. 2016
••• ОЭРи ЮиРМАи Уо!. 10. N0. 3. 2016
вале значений 0,01 < х > 0,18. При температуре 1000-1100 оС получены бронзы с областью гомогенности 0,18 < х > 0,28. При 1000 оС - бронзы тетрагональной сингонии, а при 1100 оС - ромбической сингонии [8].
Таким образом, существующие методы синтеза вольфрамата свинца в водных растворах и в твердой фазе обладают рядом недостатков.
Цель работы - разработка комплексной технологии химического синтеза вольфра-мата и оксидных вольфрамовых бронз свинца в ионных расплавах трех- (Ы, РЬ // С1, Ыо, РЬ // С1, К, РЬ // С1, WO4) и четырехкомпонентных (Ы, Ыо, РЬ // С1, WO4; Ы, К, РЬ // С1, WO4 и Ыо, К, РЬ // С1, WO4) взаимных систем.
Задачи исследования:
1. Изучение фазовых равновесий и характера взаимодействия компонентов в трех-компонентных взаимных системах Ы, РЬ // С, WO4; Ыо, РЬ // С, WO4; К, РЬ // С, WO4.
2. Изучение фазовых равновесий и характера взаимодействия компонентов в четырехкомпонентных взаимных системах Ы, Ыо, РЬ // С1, WO4; Ы, К, РЬ // С1, WO4 и Ыо, К, РЬ // С1, WO4.
3. Химический синтез вольфрамата свинца в ионных расплавах трехкомпо-нентных взаимных систем Ы, РЬ // С1, WO4; Ыо, РЬ // С1, WO4; К РЬ // С1, WO4.
4. Химический синтез вольфрамата свинца в ионных расплавах четырехкомпонент-ных взаимных систем Ы, Ыо, РЬ // С, WO4; Ы, К, РЬ // С1, WO4 и Ыо, К, РЬ // С, WO4.
5. Разработка оптимальной технологии синтеза вольфрамата свинца в ионных расплавах трех- и четырехкомпонентных систем: Ы, РЬ // С1, WO4; Ыо, РЬ // С1, WO4; К, РЬ // С1, WO4; Ы, Ыо, РЬ // С1, WO4; Ы, К, РЬ // С1, WO4 и Ыо, К, РЬ // С1, WO4.
6. Разработка оптимальной технологии синтеза оксидных вольфрамовых бронз свинца в ионных расплавах трех- и четырехкомпонентных взаимных систем: Ы, Ыо, РЬ // С1, WO4; Ы, К, РЬ // С1, WO4 и Ыо, К, РЬ // С1, WO4.
Трехкомпонентные взаимные системы. Система Ы, РЬ // С1, WO4 (рис. 1) является взаимно-необратимой диагонального типа, в которой компоненты метастабильной диагонали PЬCl2-LiWO4 взаимодействуют с образованием стабильной пары солей PЬWO4, ЫС1 с двойной эвтектикой (стабильная диагональ, точка полной конверсии К!): РЬС2 + Li2WO4 = PЬWO4 + 2Lia. (1)
Рис. 1. Призмы составов четырехкомпонентных взаимных систем: а) Ы, N8, РЬ // С1, б) Ы, К, РЬ // С1, W04; в) N8, К, РЬ // С1, ^04.
Система Ыо, РЬ // С1, WO4 является взаимно-необратимой диагонально-адиаго-нального типа (рис. 1), в которой компоненты метастабильных диагонали РЬС12, Nо2WO4 и адиагонали РЬС12, NоCШо2WO4 взаимодействуют с образованием стабиль-
ных пар солей NaCl, PbWO4 с двойной эвтектикой (точка полной конверсии К2) и PbWO4, NaClNa2WO4:
PbCl2 + Na2WO4 = 2NaCl + PbWO4, (2) PbCl2 + Na2WO4 = PbWO4 + 2[NaCtNa2WO4],
PbCl2 + [NaCl Na2WO4 ] = 3NaCl + PbWO4.
Продукты реакции образуют двойные эвтектики.
Система K, Pb // Cl, WO4 является взаимно-необратимой диагонально-адиагональ-ного типа с развитым комплексообразова-нием, в которой нами выявлены реакции взаимного обмена и комплексообразова-ния (рис. 1):
PbCl2 + K2WO4 = 2KCl + PbWO4, (3) PbCl2 + 2K2WO4 = 2KCl + [K2WO4 PbWO4],
5PbCl2 + K2WO4 = PbWO4 +2[KCl2PbCl2] 3PbCl2 + K2WO4 ^ PbWO4 +2[KClPbCl2], 3PbCl2 +[K2WO4PbWO4] ^ 2PbWO4 +2[KCl PbCh],
5PbCl2 +[K2WO4PbWO4] ^ 2PbWO4 +2[KCl2PbCh].
Продукты реакции образуют двойные эвтектики.
Четырехкомпонентные взаимные системы. Выявлены следующие основные реакции взаимного обмена:
1. Система Li, Na, Pb // Cl, WO4:
2PbCl2 + Li2WO4 + Na2WO4 = 2PbWO4 + 2LiCl + 2NaCl (4).
2. Система Li, K, Pb // Cl, WO4:
2PbCl2 + Li2WO4 + K2WO4 = 2PbWO4 + 2LiCl + 2KCl (5).
3. Система Na, K, Pb // Cl, WO4:
2PbCl2 + K2WO4 + Na2WO4 = 2PbWO4 + 2КС1 + 2NaCl (6).
Продукты реакции (4)-(6) образуют простые эвтектические системы с низкоплавкими тройными эвтектиками. В то же время точки полной конверсии (Кь К2) в трехкомпонентных взаимных системах и линии полной конверсии (К1-К2) в четы-рехкомпонентных взаимных системах попадают соответственно на поверхность и объем ликвидуса PbWO4, что объясняется его высокой температурой плавления. Это позволяет выращивать монокристаллы вольфрамата свинца из полученных расплавов при температуре 600-650 оС и варьировать в широких пределах составы расплавов.
С другой стороны, продукты реакции -хлориды щелочных металлов - хорошо растворяются в воде, что дает возможность без труда отмывать основной продукт синтеза.
Методика синтеза вольфрамата свинца
В соответствии с выявленными уравнениями реакции (1)-(6) исходные компоненты, взятые в эквивалентных количествах, смешивали и тщательно перетирали в ступке, загружали в платиновый тигель и опускали в шахтную печь, температуру в которой поднимали постепенно до 600650 оС и выдерживали 1 час. Расплав выливали на стальную подложку и после охлаждения тщательно перетирали в ступке и отмывали PЬW04 от шлака (сульфаты) в горячей воде в течение 20 минут, затем отфильтровывали, промывая водой. Полученный порошок PЬW04 просушивали при 300 оС, а затем прокаливали при 500 оС.
Рентгенофазовый анализ полученных образцов по реакции 4 показал, что они не содержат примесей. Выход составил 98 %.
IL. jljJL^jlI
.....А.......^.........i.........i.....:.д........Ч
20,град
Рис. 2. Дифрактограмма образца при температуре 650 оС
20,град
Рис. 3. Дифрактограмма образца при температуре 600 оС
Методика синтеза оксидных вольфрамовых бронз свинца
Данная методика включает в себя также методику синтеза вольфрамата свинца. В соответствии с выявленными уравнениями реакции (1)-(6) исходные компоненты, взятые в эквивалентных количествах, сме-
••• Известия ДГПУ. Т. 10. № 3. 2016
••• DSPU JOURNAL. Vol. 10. No. 3. 2016
шивали и тщательно перетирали в ступке, загружали в платиновом тигле в шахтную печь, температуру в которой поднимали постепенно до 600-650 оС и выдерживали 1 час. Расплав выливали на стальную подложку и после охлаждения тщательно перетирали в ступке. В полученный порошок добавляли оксид вольфрама (VI) и порошок металлического вольфрама, рассчитанные относительно вольфрамата свинца, содержащегося в образце, в соответствии с уравнением реакции [14]:
3xMe2WО4 + (6-4х)МеОз +xW = 6MexWОз,
или
3PЬWО4 + 2ЩО3 + W = 6РЬ0^Оз.
Полученную смесь тщательно перемешивали в ступке, далее шихту переносили в тигель и в шахтной печи нагревали до температуры плавления. Расплав выдерживали при данной температуре в течение 30-45 мин (кристаллы бронз формируются на дне тигля), а затем выливали в кювету из нержавеющей стали. После охлаждения сплав тщательно перетирали в ступке и переносили в кипящую дистиллированную воду для отмывания бронзы от солей. После фильтрации бронзы высушивали при 100 °С, взвешивали и определяли выход продукта. Получена многофазная смесь коричневого цвета, в которой РФА идентифицированы фазы: PЬo5WO3, PЬ0зWOз, PЬo45WO3, PЬo,з5WOз, PЬo,46WO3, PЬo4^WO3 (рис. 4).
Рентгенофазовый анализ (РФА) полученных образцов вольфрамата свинца и оксидных вольфрамовых бронз свинца проводили в ЦКП «Рентгеновская диагностика материалов» при кафедре неорганической и физической химии Кабардино-Балкарского государственного университета.
1. Анненков А. Н. Разработка технологии массового производства радиационно-стойких монокристаллических сцинтилляторов вольфрамата свинца. Дисс. ... канд. техн. наук. М., 2005. 145 с.
2. Анненков А. Н., Костылев В. Л., Лигун В. Д. Патент 2132417 Российская Федерация. Способ получения сцинтилляционного монокристалла вольфрамата свинца / Заявители и патентообладатели: Анненков Александр Николаевич, Коржик Михаил Васильевич, Костылев Вадим Леонидович, Лигун Владимир Дмитриевич. 98100739/25; заявл. 22.01.1998; опубл. 27.06. 1999.
3. Бурачас С. Ф., Белогловский С. Я., Елизаров Д. В., Маков И. В., Маслобоев В. А., Никитин Р. М., Савельев Ю. А., Васильев А. А., Ипполитов М. С., Манько В. И., Никулин С. А., Апанасенко А. Л. Особенности получения кристаллов вольфрамата свинца для проекта ЦЕРН ALICE // По-
Заключение
1. Разработана принципиально новая оптимальная технология химического синтеза вольфрамата свинца в расплавах при температуре 600-650 оС на основе реакций взаимного обмена:
РЬС2 + Li2WO4 = PЬWO4 + 2LiСl, (1) РЬС2 + Nо2WO4 = 2ЫоС1 + PЬWOi, (2) РЬС2 + К2WOi = 2КС1 + PЬWOi, (3) 2РЬС2 + Li2WO4 + Nо2WO4 = 2PЬWO4 + 2LiСl + 2ШС1, (4)
2РЬС2 + Li2WO4 + К2WO4 = 2PЬWO4 + 2LiСl + 2КС1, (5)
2РЬС2 + К2WO4 + Nо2WO4 = 2PЬWO4 + 2КС1 + 2ЫоС1. (6)
.......... .1.....,.,1_.1.....111 .......
20,град
Рис. 4. Дифрактограмма продукта синтеза бронз
2. Разработана технология химического синтеза оксидных вольфрамовых бронз свинца из расплавов многокомпонентных солевых систем на основе продуктов реакций (1)-(6) при температуре 600-650 оС с использованием реакции 3PЬWО4 + 2WОз + W = 6РЬ0^О3.
верхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования. 2002. № 2. С. 5-9.
4. Громов О. Г., Куншина Г. Б., Кузьмин А. П., Локшин Э. П. Патент 2206509 Российская Федерация. Способ получения вольфрамата свинца / Заявитель и патентообладатель: Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И. В. Тананаева Кольского научного центра РАН. 2001128481/12; заявл. 19.10.2001; опубл. 20.06.2003. Бюл. № 17.
5. Мохосоев М. В., Алексеев Ф. П., Луцык В. И. Диаграммы состояния молибдатных и вольфра-матных систем. Новосибирск: Наука, 1978. 320 с.
6. ALICE Technical Proposal, CERN/LHC 95-71. 15 December 1995.
7. Bonner W. A., Zydzik G. J. Growth of single crystal lead molybdate for acousto-optic applica-
Литература
tions. Journal of Crystal Growth. 1970. Vol. 7, Issue 1. P. 65-68.
8. Dossovitski A. E. Production of specified raw materials for mass manufacturing of radiation hard scintillation materials. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research. Section A. 2002. Vol. 486. P. 98-101.
9. ECAL CMS Technical Design Report «Electromagnetic calorimeter», 14 December 1997.
10. Ekstrom T., Tilley R. J. A series of lead tungsten bronzes. J.Solid State Chem. 1978. Vol. 24. No. 2. P. 209-218.
11. Fujita T, Muramatsu K. High temperature form of Pb2WO5 and transformation phenomena
1. Annenkov A. N. Razrabotka tekhnologii massovogo proizvodstva radiatsionno-stoykikh monokristallicheskikh stsintillyatorov vol'framata svintsa [The development of mass production technology of radiation-resistant of single-crystal scintillators of the lead tungstate]. Extended abstract of dissertation for a Ph. D. degree (Technical Science). Moscow, 2005. 145 p. (In Russian)
2. Annenkov A. N., Kostylev V. L., Ligun V. D. Patent 2132417 Russian Federation. Sposob polucheniya stsintillyatsionnogo monokristalla vol'framata svintsa [The process for production of a scintillation single crystal of the lead tungstate]. Applicants and patentees: Alexander N. Annenkov, Mikhail V. Korzhik, Vadim L. Kostylev, Vladimir D. Ligun. 98100739/25; appl. 22.01.1998; publ. 27.06.1999. (In Russian)
3. Burachas S. F., Belogolovsky S. Ya., Elizarov D. V,, Makov I. V., Masloboev V. A., Nikitin R. M., Savelyev Yu. A., Vasilyev A. A., Ippolitov M. S., Manko V. I., Nikulin S. A., Apanasenko A. L. Features of producing Alice CERN project. Poverkh-nost'. Rentgenovskie, sinkhrotronnye i neytronnye issledovaniya [Surface. X-ray, synchrotron and neutron studies]. 2002. No. 2. Pp. 5-9. (In Russian)
4. Gromov O. G., Kunshina G. B., Kuzmin A. P, Lokshin E. P. Patent 2206509 Russian Federation. Sposob polucheniya vol'framata svintsa [The process of producing the lead tungstate]. Applicant and patentee: I. V. Tananaev Institute of Chemistry and Technology of Rare Elements and Mineral Raw Materials. Kolsky Scientific Centre RAS. 2001128481/12; appl. 19.10.2001; publ. 20.06.2003. Bull. No. 17. (In Russian)
5. Mokhosoev M. V., Alekseev F. P., Lutsyk V. I. Diagrammy sostoyaniya molibdatnykh i vol'fram-
СВЕДЕНИЯ ОБ АВТОРАХ Принадлежность к организации
Кочкаров Жамал Ахматович, доктор химических наук, профессор кафедры неорганической и физической химии, Институт хи-миии и биологии (ИХБ), КБГУ им. Х. М. Бер-
to its low form. Mater. Res. Bull. 1979. Vol. 14. No. 1. P. 5-12.
12. Minowa M., Itakura K., Moriyama S., Ootani W. Measurement of the property of cooled lead molybdate as a scintillator. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A. 1992. Vol. 320. Issue 3. P. 500-503.
13. The Proposal for an Experiment to Measure Mixing, CP Violation and Rare Decays in Charm and Beauty Particle Decays at the Fermilab Collider - BTeV. May 2000.
14. Straumanis M. E. Synthesis of oxide tungsten bronzes. Academy Of Sciences. Chem. 1949. Vol. 71. 679 p.
atnykh sistem [The state diagram of molybdate and tungstate systems]. Novosibirsk, Nauka Publ., 1978. 320 p. (In Russian)
6. Alice technical proposal, CERN/95-71. December 15, 1995.
7. Bonner W. A., Zydzik G. J. Growth of single crystal lead molybdate for acousto-optic applications. Journal of Crystal Growth. 1970. Vol. 7, Issue 1. P. 65-68.
8. Dossovitski A. E. Production of specified raw materials for mass manufacturing of radiation hard scintillation materials. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research. Section A. 2002. Vol. 486. P. 98-101.
9. ECAL CMS Technical Design Report «Electromagnetic calorimeter», 14 December 1997.
10. Ekstrom Т., Tilley R. J. A series of lead tungsten bronzes. J.Solid State Chem. 1978. Vol. 24. No. 2. P. 209-218.
11. Fujita T, Muramatsu K. High temperature form of Pb2WO5 and transformation phenomena to its low form. Mater. Res. Bull. 1979. Vol. 14. No. 1. P. 5-12.
12. Minowa M., Itakura K., Moriyama S., Ootani W. Measurement of the property of cooled lead molybdate as a scintillator. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A. 1992. Vol. 320. Issue 3. P. 500-503.
13. The Proposal for an Experiment to Measure Mixing, CP Violation and Rare Decays in Charm and Beauty Particle Decays at the Fermilab Collider - BTeV. May 2000.
14. Straumanis M. E. Synthesis of oxide tungsten bronzes. Academy Of Sciences. Chem. 1949. Vol. 71. 679 p.
INFORMATION ABOUT AUTHORS Affiliations
Zhamal A. Kochkarov, Doctor of Chemistry, professor, the chair of Inorganic and Physical Chemistry, Institute of Chemistry and Biology (IChB), Kh. M. Berbekov KBSU, Nal-
References
••• Известия ДГПУ. Т. 10. № 3. 2016
••• DSPU JOURNAL. Vol. 10. No. 3. 2016
бекова, Нальчик, Россия; e-mail: chemest2 @rambler.ru
Сокурова Залина Аслановна, аспирант кафедры неорганической и физической химии, ИХБ, КБГУ им. Х. М. Бербекова, Нальчик, Россия; e-mail: [email protected]
Принята в печать 17.04.2016 г.
chik, Russia; e-mail: [email protected]
Zalina A. Sokurova, postgraduate, the chair of Inorganic and Physical Chemistry, IChB, Kh. M. Berbekov KBSU, Nalchik, Russia; email: [email protected]
Received 17.04.2016.
Химические науки / Chemical Science Оригинальная статья / Original Article
УДК 541. 13. 546. 76: 549. 76 / UDC 541. 13. 546. 76: 549. 76
Поиск оптимальных условий синтеза оксидных вольфрамовых бронз в расплавах многокомпонентных систем
© 2016 Сокурова З. А., Кочкаров Ж. А., Бабаева Л. З., Кяров А. А.
Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х. М. Бербекова, Нальчик, Россия; e-mail: [email protected]; [email protected]; [email protected]
РЕЗЮМЕ. Целью данного исследования являлось определение зависимости выхода продукта синтеза оксидных вольфрамовых бронз щелочных металлов от кислотно-основных свойств расплавов. Использовали метод химического синтеза в расплавах и рентгенофазовый анализ (РФА) для идентификации полученных образцов. Показано, что в сильнощелочных расплавах, образованных гидроксидами лития, натрия или калия, оксидные вольфрамовые бронзы практически не формируются. Выявлено, что чем больше кислотность расплава, тем выше выход продукта реакции. Отсюда следует, что концентрация частиц [О2-] в расплаве играет существенную роль в процессе синтеза оксидных вольфрамовых бронз. Увеличение концентрации частиц [О2-] в расплаве способствует смещению равновесия реакции в сторону увеличения щелочности расплава, а понижение концентрации [О2-] - смещению равновесия в сторону повышения кислотности расплава. Для уменьшения концентрации [О2-] необходимо в расплав ввести вещества, являющиеся акцепторами этих частиц, то есть кислоты. Выявлено, что в хлоридных расплавах кислотность расплава повышается, в связи с этим выход продукта синтеза оксидных вольфрамовых бронз увеличивается.
Ключевые слова: синтез, оксидные вольфрамовые бронзы, расплавы, многокомпонентные системы, оптимальные условия синтеза.
Формат цитирования: Сокурова З. А., Кочкаров Ж. А., Бабаева Л. З., Кяров А. А. Поиск оптимальных условий синтеза оксидных вольфрамовых бронз в расплавах многокомпонентных систем // Известия Дагестанского государственного педагогического университета. Естественные и точные науки. Т. 10. № 3. 2016. С. 26-32.
Searching for the Optimal Conditions of the Oxidic Tungsten Bronzes Synthesis in Melts of Multicomponent Systems
© 2016 Zalina A. Sokurova, Zhamal A. Kochkarov, Larisa Z. Babaeva, Aslan A. Kyarov
Kh. M. Berbekov Kabardino-Balkarian State University, Nalchik, Russia; e-mail: [email protected]; [email protected]; [email protected]
ABSTRACT. The aim of the study was to determine the dependence of the yield of the synthesis of tungsten bronzes oxide of alkali metals from the acid-base properties of melts. The authors used the method of
