Ba3 po4 2 графическая формула: Напишите структурные формулы и названия следующих солей :Ba3 (PO4)2

СУНЦ УрФУ

Расписание

Электронный журнал

Поступающим

Олимпиады, турниры, конкурсы

Планы работы

Подготовительные курсы

Новости:

07.05.2023

Учимся и побеждаем!

Лицеисты заняли I и II места в Школе практического программирования.

06.05.2023

Поэзии чарующие звуки…

В СУНЦ стартует регистрация на поэтический вечер, который пройдёт 15 мая в 15:30 в актовом зале.

05.05.2023

Заключительный этап. Успех!

Наши лицеисты достойно выступили на заключительном этапе Всероссийской олимпиады школьников.

04.05.2023

Успехи на международном форуме в Кыргызстане

Лицеисты привезли из солнечного Кыргызстана золотую и бронзовую медали международного форума «Мы — интеллектуалы XXI века!».

04.05.2023

Зарядись «Энергией будущего»!

Лицеисты СУНЦ с успехом выступили на всероссийском конкурсе научно-исследовательских работ и проектов.

25.04.2023

Время зарабатывать!

Соцэки СУНЦ совершенствуют свои практические навыки.

Больше новостей

Видеогалерея:

Мужчины СУНЦ о 8 Марта (2023)

Концерт к 8 Марта (2023)

Поздравление с Днем защитника Отечества (2023)

Больше видео

О нас:

Специализированный учебно-научный центр (СУНЦ) — структурное подразделение ФГАОУ ВО «УрФУ имени первого Президента России Б.Н. Ельцина», созданное в 1990 году как нетиповое структурное подразделение вуза, осуществляющее углубленное дифференцированное обучение по программам основного общего и среднего общего образования. Всего в России 10 СУНЦев. До мая 2011 года СУНЦ работал в составе Уральского государственного университета имени А. М. Горького (УрГУ).

В настоящее время СУНЦ имеет в своем составе 8 кафедр, укомплектованных профессорско-преподавательским составом УрФУ и учителями. Обучение производится по авторским  программам, разработанным в соответствии с федеральными государственными образовательными стандартами; в составе СУНЦ — 8–11 классы различных профилей.

Иногородние обучающиеся проживают в уютном общежитии.

Прием производится в 8, 9, 10 и 11 классы. Работают подготовительные курсы.

Подробнее о правилах приема в СУНЦ можно узнать в отделе конкурсного отбора
по телефону +7 343 367-82-22 и в разделе нашего сайта «Поступающим».

Как нас найти:

Данилы Зверева ул., 30, Екатеринбург. N56°52´4˝ E60°39´16˝

Проезд:

• автобусами № 48, 52, 81 до остановки «Фирма Авангард»;
• автобусами № 28, 58 до остановки «Данилы Зверева», далее 7 минут пешком по улице Данилы Зверева;
• троллейбусом № 18 до остановки «Данилы Зверева», далее 14 минут пешком по улицам Сулимова, Данилы Зверева;
• троллейбусами № 4 до остановки «Сулимова», № 19, 32 до остановки «Боровая», далее 15 минут пешком по улицам Боровая, Вилонова, Данилы Зверева.

P2O5-как называется это вещество. Оксид фосфора (V), свойства, получение, химические реакции

Оксиды фосфора

Оксиды азота	Цвет	Фаза	Характер оксида
P2O3 Оксид фосфора (III), фосфористый ангидрид	белый	твердый	кислотный
P2O5 Оксид фосфора(V), фосфорный ангидрид	белый	твердый	кислотный

Оксид фосфора (III)

Оксид фосфора (III) –  это кислотный оксид. Белые кристаллы при обычных условиях.  Пары состоят из молекул P4O6.

Получитьоксид фосфора (III) можно окислением фосфора при недостатке кислорода:

4P    +   3O2    →  2P2O3

Химические свойства оксида фосфора (III):

Оксид фосфора (III) очень ядовит и неустойчив. Для P2O3  (P4O6) характерны два типа реакций.

1. Поскольку фосфор в оксиде фосфора (III) проявляет промежуточную степень окисления, то он принимает участие в окислительно-восстановительных процессах, повышая либо понижая степень окисления атома фосфора. Характерны для P2O3 реакции диспропорционирования.

Например, оксид фосфора (III) диспропорционирует в горячей воде:

2Р2О3    +   6Н2О (гор.)    →  РН3    +   3Н3РО4

2. При взаимодействии с окислителямиP2O3 проявляет свойства восстановителя.

Например, N2O окисляется кислородом:

Р2О3    +   О2  →  Р2О5

3. С другой стороны Р2О3  проявляет свойства кислотного оксида (ангидрид фосфористой кислоты), взаимодействуя с водой с образованием  фосфористой кислоты:

Р2О3    +   3Н2О   →   2Н3РО3

а со щелочами – с образованием солей (фосфитов):

Р2О3    +  4KOH   →   2K2HРО3  +   h3O

Оксид фосфора (V)

Оксид фосфора (V) –  это кислотный оксид.  В нормальных условиях образует белые кристаллы. В парах состоит из молекул P4О10. Очень гигроскопичен (используется как осушитель газов и жидкостей).

Способы получения. Оксид фосфора (V) получают сжиганием фосфора в избытке кислорода.

4P    +   5O2    →   2P2O5

Химические свойства.

1. Оксид фосфора (V) – очень гигроскопичное вещество, которое используется для осушения газов. Обладая высоким сродством к воде, оксид фосфора (V) дегидратирует до ангидридов неорганические и органические кислоты.

Например, оксид фосфора (V) дегидратирует серную, азотную и уксусную кислоты:

P2O5  +   h3SO4   → 2HPO3  +   SO3

P2O5   +  2HNO3  →  2HPO3  +  N2O5

Читать:  Калия сульфат как удобрение: что это за вещество, формула, применение сернокислого калия на огороде

P2O5   +   2Ch4COOH   →   2HPO3  +   (Ch4CO)2O

2. Фосфорный ангидрид  является типичным кислотным оксидом, взаимодействует с водой с образованием фосфорных кислот:

P2O5   +   3h3O   →  2h4PO4 

В зависимости от количества воды и от других условий образуются мета-фосфорная, орто-фосфорная или пиро-фосфорная кислота:

P2O5   +   2h3O   →  2h5P2O7 

P2O5   +  h3O   →  HPO3

Видеоопыт взаимодействия оксида фосфора с водой можно посмотреть здесь.  

3.Как кислотный оксид, оксид фосфора (V) взаимодействует с основными оксидами и основаниями.

Например, оксид фосфора (V) взаимодействует с гидроксидом натрия. При этом образуются средние или кислые соли:

P2O5   +   6NaOH   →   2Na3PO4  +   3h3O

P2O5   +   2NaOH   +   h3O   →  2Nah3PO4 

P2O5   +   4NaOH    →  2Na2HPO4  +   h3O

Еще пример: оксид фосфора взаимодействует с оксидом бария (при сплавлении):

P2O5   +   3BaO    →   Ba3(PO4)2

Химические и физические свойства

Оксид фосфора – бесцветное аморфное или стекловидное вещество, существующеев трех кристаллических, двух аморфных и двух жидких формах. Токсичное вещество. Вызывает ожоги кожи и раздражение слизистой оболочки.

Пентаоксид фосфора очень гигроскопичен. Реагирует со спиртами эфирами, фенолами, кислотами и прочими веществами. В процессе реакции с органическими веществами происходит разрыв связей фосфора с кислородом, и образуются фосфорорганические соединения. Вступает в химические реакции с аммиаком (Nh4) и галогеноводородами с образованием фосфатов аммония и оксигалогенидов фосфора. С основными оксидами образует фосфаты.

Графическая (структурная) формула оксида фосфора 5

Структурная (графическая) формула оксида фосфора (V) является более наглядной. Она показывает то, как связаны атомы между собой внутри молекулы (рис. 2). Оксид фосфора (V) может димеризоваться (соответствует химической формуле P4O10) и существование его в такой форме наиболее предпочтительно.

Рис. 2. Графическая формула оксида фосфора (V).

Состав

Простой суперфосфат в своем составе имеет фосфор, который присутствует в виде свободной фосфорной кислоты и фосфата кальция. В небольших количествах содержится гипс, а также иные примеси (фосфаты алюминия и железа, соединения фтора, кремнезём).

Читать:  Гидрогель или аквагрунт? Наполнитель для растений

Простой суперфосфат (химическая формула (СаН2РО4)2 х Н2О + 2СаSО4 х 2Н2О) — получают из фосфоритных веществ в результате применения H 2 SO 4 . oC»—> 2B2O3 + P4O10

Форма выпуска

Гранулированный продукт или сыпучий порошок, светло-серого цвета (возможны оттенки от белого до темно-серого окраса). Полностью растворяется в воде.

Применение

P4O10 применяют как осушитель газов и жидкостей. Также он является промежуточным продуктом в производстве ортофосфорной киcлоты h4PO4 термическим способом.

Широко используется в органическом синтезе в реакциях дегидратации и конденсации.

Поглощение пентаоксида фосфора растениями

Как указывалось выше, в природе основной источник фосфора – это соли ортофосфорнонй кислоты h4PO4. Однако после гидролиза пиро-, поли- и метафосфаты так же используются практически всеми культурами.

Гидролиз пирофосфата натрия:

Na4P2O7 + h3O + 2H+ → 2Nah3PO4 +2Na+

Гидролиз триполифосфата натрия:

Na5P3O10 + 2h3O + 2H+ → 3Nah3PO4 +2Na+

Гидролиз метафосфат иона (в кислой среде):

(PO3)66- + 3h3O → h3P3O103- + h3P2O72- + h3PO4-

Ортофосфорная кислота, будучи трехосновной отдиссоциирует три аниона h3PO—4, HPO42-, PO4 3- . В условиях слабокислой реакции среды, именно в них возделываются растения, наиболее распространен и доступен первый ион, в меньшей степени второй и практически недоступен третий. Однако люпин, гречиха, горчица, горох, донник, конопля и другие растения способны усваивать фосфор из трехзамещенных фосфатов.Некоторые растения приспособились усваивать фосфат-ион из фосфорорганических соединений (фитин, глицефосфаты и прочее). Корни данных растений выделяют особый фермент (фотофтазу), который и отщипляет анион фосфорной кислоты от органических соединений, а затем растения поглощают этот анион. К подобного рода растениям относятся горох, бобы, кукуруза. Причем фосфатазная активность возрастает в условиях фосфорного голода.

Читать:  Устройство и принцип работы горшков с автополивом

Многие растения могут питаться фосфором из очень разбавленных растворов, вплоть до 0,01 мг /л P2O5 . Естественно, что удовлетворить потребность в фосфоре растения могут только при условии постоянного возобновления в нем концентрации хотя бы такого же низкого уровня.

Опытным путем установлено, что поглощаемый корнями фосфор прежде всего идет на синтез нуклеотидов, а для дальнейшего продвижения в наземную часть фосфаты вновь поступают в проводящие сосуды корня в виде минеральных соединений.

Модификации оксида фосфора:

Твердый оксид фосфора (V) склонен к полиморфизму. Существуют три формы-модификации оксида  фосфора (V): H, O`, O и G формы-модификации.

	гексагональная  H-форма	орторомбическая  O`-форма	орторомбическая  O-форма	G-форма
Состояние вещества	Кристаллический вид	Кристаллический	Кристаллический вид	Стекловидный  вид
Характер стабильности формы	Метастабильная форма	Стабильная форма	Метастабильная форма
Другие характеристики	a=0,744 нм, угол = 87°, пространственная группа R3C	a=1,63 нм, b=0,814 нм, c=0,526 нм, пространственная группа Fdd2	a=0,923 нм, b = 0,718 нм, c = 0,494 нм, пространственная группа Pnam

H-форма переходит в O-форму при 300-360 °C (процесс заканчивается при 378 °C).

Рерасчет содержения фосфора в удобрениях

В некоторых случаях требуется рассчитать процентное содержание фосфора в удобрении, если дано содержание по P2O5. Расчет производится по формуле:

y = x,% × 30,974 (молярная масса P) × 2 / 30,974 (молярная масса P) × 2 + 15,999 (молярная масса O) × 5

где:

х – содержание P2O5 в удобрении, %;

y – содержание P в удобрении, %

Или:

y = x, % × 0,43643

Например:

в удобрении содержится 40% оксида фосфора

для пересчета процентного содержания элемента фосфор в удобрении нужно умножить массовую долю оксида в удобрении на массовую долю элемента в оксиде (для P2O5 – 0,43643): 40 * 0,43643 = 17,4572 %

Источники

• https://chemege.ru/ximiya-fosfora/
• https://www.pesticidy.ru/dictionary/phosphorus_oxide
• http://ru.solverbook.com/spravochnik/formuly-po-ximii/formula-oksida-fosfora-v/
• https://vestvet. ru/o-poleznom/the-nutrient-content-of-p2o5-in-simple-superphosphate-phosphoric-fertilizers-analysis-of-properties.html
• https://allbreakingnews.ru/oksid-fosfora-v-svojstva-poluchenie-ximicheskie-reakcii/
• http://charchem.org/ru/subst-ref/?langs=*&id=249
• https://dic.academic.ru/dic.nsf/ruwiki/1168984

Ba3[PO4]2 Кристаллическая структура — SpringerMaterials

Неорганические твердые фазы

Получить доступ СИФ Скачать справку (pdf)

У вас нет доступа к этому содержимому

Опции доступа

Дополнительные опции доступа

• Свяжитесь с нами, если вам нужна помощь в доступе к этому контенту
• Узнайте об институциональных подписках

Просмотр трехмерной интерактивной структуры

Цитировать эту страницу

• Цитата

Кристаллографические данные

Параметры ячейки

		Стандартизированные данные
Космическая группа	У вас нет доступа к этому содержимому Опции доступа Дополнительные опции доступа Свяжитесь с нами, если вам нужна помощь в доступе к этому контенту Узнайте об институциональных подписках
и
б
с
α
β
γ
а/б
б/к
к/с
В

Координаты атома

Стандартизированный

У вас нет доступа к этому содержимому Параметры доступа Дополнительные возможности доступа Свяжитесь с нами, если вам нужна помощь в доступе к этому контенту Узнайте об институциональных подписках

Опубликовано

У вас нет доступа к этому содержимому Опции доступа Дополнительные опции доступа Свяжитесь с нами, если вам нужна помощь в доступе к этому контенту Узнайте об институциональных подписках

Детали эксперимента

У вас нет доступа к этому содержимому

Опции доступа

Дополнительные опции доступа

• Свяжитесь с нами, если вам нужна помощь в доступе к этому контенту
• Узнайте об институциональных подписках

Ссылка

У вас нет доступа к этому содержимому

Опции доступа

Дополнительные опции доступа

• Свяжитесь с нами, если вам нужна помощь в доступе к этому контенту
• Узнайте об институциональных подписках

3D интерактивная структура

У вас нет доступа к этому содержимому

Опции доступа

Дополнительные опции доступа

• Свяжитесь с нами, если вам нужна помощь в доступе к этому контенту
• Узнайте об институциональных подписках

Об этом контенте

Имя базы данных

PAULING FILE Multinaries Edition — 2022 г.

Идентификатор набора данных

sd_1630436

Авторские права

© Springer и система данных о фазах материалов (MPDS), Швейцария и Национальный институт материаловедения (NIMS), Япония, 2016 г.

Главный редактор

Пьер Виллар, Система данных о фазах материалов (MPDS), CH-6354 Вицнау, Швейцария

вилларс[email protected]

Кредиты

Цитировать этот контент

Пьер Виллар (главный редактор), PAULING FILE in: Inorganic Solid Phases, SpringerMaterials (онлайн-база данных), Springer, Гейдельберг (ред. ) SpringerМатериалы Кристаллическая структура Ba3[PO4]2 sd_1630436 (Springer-Verlag GmbH, Гейдельберг, © 2016)

Скачать эту цитату

Цитата скопирована

sd_1630436

Фазовые равновесия в системе Rb3PO4–Ba3(PO4)2 Текст научной работы на тему «Химические науки»

J Therm Anal Calorim (2011) 103:761-766 DOI 10.1007/s10 973-010-0962-й

Фазовые равновесия в системе Rb3PO4-Ba3(PO4)2

Е. Радомийска • Т. Знамеровская • В. Шушкевич

Поступила в редакцию: 21 апреля 2010 г./Принята: 8 июля 2010 г./Опубликована онлайн: 24 июля 2010 г. © Автор (s) 2010. Эта статья опубликована в открытом доступе на Springerlink.com

Реферат Система Rb3PO4-Ba3(PO4)2 исследована термоаналитическими методами, рентгенофазовым анализом, ИСП и ИК-Фурье. На основании полученных результатов предложена его фазовая диаграмма. Для этой системы с одним промежуточным соединением, BaRbPO4, мы обнаружили, что это соединение плавится конгруэнтно при 1700 °С, проявляет полиморфный переход при 1195 °С и является высокотемпературным нестабильным. Также промежуточное соединение подвергалось постепенному разложению до Ba3(PO4)2 (твердая фаза) и испарению (с переходом оксидов фосфора и рубидия в паровую фазу). Мы также обнаружили, что Rb3PO4 плавится конгруэнтно при 1450°C и демонстрирует полиморфный переход при 1040°C. Что касается Ba3(PO4)2, мы подтвердили, что он плавится конгруэнтно при 1605 °C и демонстрирует полиморфный переход при 1360 °C.

Ключевые слова Ортофосфаты рубидия и бария • BaRbPO4 • Фазовая диаграмма • Рентгенофазовый анализ

Введение

В настоящей статье представлены результаты исследований равновесий, возникающих в системе Rb3 PO4-Ba3(PO4)2. описано. Его фазовая диаграмма ранее не публиковалась. Однако в литературе имеются сведения об исходных ортофосфатах Rb3PO4, Ba3(PO4)2, а также о ортофосфате бария-рубидия BaRbPO4. Литературные сообщения в основном касаются методов

Э. Радомириска (&) • Т. Знамеровска • В. Шушкевич Кафедра неорганической химии, Инженерно-экономический факультет, Вроцлавский экономический университет, ул. Командорска 118/120, Вроцлав 53-345, Польша e-mail: [email protected]

получение, кристаллическая структура, полиморфизм и возможность применения. Эламмари, Элуади и Мюллер-Фогт отметили [1], что некоторые из смешанных ортофосфатов формулы AIBIIPO4 (где AI — одновалентный катион, а B11 ​​— двухвалентный катион) проявляют сегнетоэлектрические свойства; можно отметить, что соединение BaRbPO4 принадлежит к этой группе.

Ортофосфат Rb3PO4 оказался диморфным. Низкотемпературная форма – орторомбическая (с.г. Pnma; параметры решетки: a = 1,17362(2), b = 0,81046(1), c = 0,615167(9) нм) [2]. Высокотемпературная форма кристаллизуется в кубической системе (s.g. Fm 3; a = 8,44 А) [3]. Данных о температуре плавления Rb3PO4 нами не обнаружено. Ортофосфат Ba3(PO4)2 плавится конгруэнтно при 1605 ± 2 °С [4] и >1620 °С [5]; он показывает полиморфный переход при 1360 ± 2 °C [4] и 1390 ± 15 °С [5]. Кристаллическая структура низкотемпературной формы Ba3(PO4)2 описана в [6] (s.g.R 3 m; a = 5,6038(7), c = 21,000(5) A). Согласно [7], дифрактограмма Ba3(PO4)2 соответствует ромбоэдрической трансляционной решетке (размеры элементарной ячейки: а = 7,696 ± 0,002 А, а = 42°35′ ± 2′). Ортофосфат BaRbPO4 имеет обратимый фазовый переход при 1060 °С [1]. Согласно [1, 8] это соединение кристаллизуется в орторомбической системе с пространственной группой Pnma (a = 7,812(2), b = 5,740(1), c = 10,056(2) A). Мы также не нашли данных о его температуре плавления.

Изучение фазовых равновесий, возникающих в различных системах, особенно в широком диапазоне температур, имеет большое значение в науке и технике. Такие новые данные могут дать возможность для идентификации неизвестных фаз с их физико-химическими свойствами и предложить различные способы получения. С одной стороны, они способствуют углублению знаний, а с другой — помогают искать новые, подходящие и недорогие материалы с

свойствами, необходимыми в различных технологиях. Таким образом, результаты исследования фазовых равновесий могут быть использованы для дальнейших специализированных или междисциплинарных исследований.

Экспериментальная

В настоящих исследованиях системы Rb3PO4-Ba3(PO4)2 использовались следующие коммерческие реактивы (все ч.д.а.): BaHPO4, BaCO3, Rb2CO3, (Nh5)2HPO4, Nh5h3PO4, Ba(NO3)2, моногидрат лимонной кислоты и этиленгликоль.

Соединения Ba3(PO4)2, BaRbPO4 и Rb3PO4 были получены в нашей лаборатории. Дифосфат бария Ba2P2O7 получали из BaHPO4 нагреванием при 900 °С в течение 1 часа. Ортофосфат бария Ba3(PO4)2 получали из стехиометрических количеств Ba2P2O7 и BaCO3. Тщательно перемешанные и протертые подложки спекали в платиновом тигле при 1300 °С в течение 6 ч. Ортофосфат рубидия Rb3PO4 получали из стехиометрической смеси сухого Rb2CO3 (высушенного при 250 °С) и (Nh5)2HPO4. После перемешивания и растирания нагревали при 200°С в течение 4 ч, затем при 500°С в течение 4 ч, после чего растирали и нагревали при 9°С.00 °С в течение 10 часов. После новой протирки его еще нагревали при 1000 °С в течение 20 ч.

Фазовые равновесия в системе Rb3PO4-Ba3(PO4)2 исследованы методами термоанализа, РФА, ИСП и ИК-Фурье. Образцы для исследования готовили из исходных веществ, смешанных в фиксированных количествах. Для обеспечения их однородности смеси встряхивали в бюксе и растирали в агатовой ступке, гранулировали, помещали в платиновые тигли и затем спекали. Условия изготовления образцов (температура и время спекания) были определены экспериментально. Полученные агломераты измельчали ​​и тонко измельчали.

Термоаналитические исследования в твердой фазе проводились на дифференциальном термоанализаторе (калориметре) SETSYS™ (SETARAM) с весами. Прибор позволяет проводить одновременные измерения ТГА-ДТА или ТГА-ДСК в диапазоне температур 20-1300 °С. Навески от 1 до 20 мг помещали в платиновые тигли и нагревали со скоростью 10 °С мин- в атмосфере аргона. ДТА, ТГ, анализы в твердой фазе проводили также на воздухе, до 1400 °С, на дериватографе типа 3427 (МОМ, Венгрия) со скоростью нагрева 5 °С мин-, платиновые тигли, навеска 0,3-0,6 г. Температуру измеряли с помощью термопары Pt/PtRh20, откалиброванной по точкам плавления NaCl, K2SO4, Ca2P2O7 и температуре перехода K2SO4. Для определения температуры теплового эффекта учитывали параметр пика на кривой ДТА-нагрева. Высокотемпературный

Термические исследования (выше 1400 °С) проводились в атмосфере аргона в горизонтальной печи сопротивления с молибденовой обмоткой. Предварительно синтезированные образцы прессовали в таблетки массой 1-2 г и загружали в лодочки из сплава PtRh40. Температурную точку, при которой образец диффундировал и расплывался в поле наблюдения, чтобы окончательно исчезнуть, считывали с помощью оптического пирометра, откалиброванного по температурам плавления Na3PO4 и Ca3(PO4)2. Для образцов, которые были расплавлены в диапазоне температур, определенные точки были приблизительными. После плавления образцы охлаждали до комнатной температуры. Применялся также метод закалки во льду (как для агломератов, так и для расплавленных образцов); использовалась высокотемпературная вертикально-трубчатая печь (20-1750 °С; Naber-therm RHTV 120-300/18).

Фазовую чистоту товарных и самоприготовленных исходных фосфатов, а также фазовый состав как спеченных, так и расплавленных образцов исследуемой системы контролировали методом порошковой рентгенографии при комнатной температуре. Использовался дифрактометр SIEMENS D 5000 с CuKa-излучением и Ni-фильтром. Количественный анализ проводили на эмиссионном спектрометре с возбуждением аргоновой плазмой (ICP Model ARL 3410). Испарение ортофосфатов Rb3PO4 и BaRbPO4 изучали с помощью термического анализа (Netzsch 409C) в сочетании с масс-спектрометрией (Balzers Instruments ThermoStar). Спектры FT-IR измеряли в диапазоне 1400-400 см-1 (с KBr в качестве разбавителя; Perkin-Elmer System 2000 FT-IR).

Результаты и обсуждение

Нахождению фазовых равновесий, существующих в системе Rb3PO4-Ba3(PO4)2, предшествовало исследование термостабильности, полиморфизма и других свойств ортофосфатов Ba3(PO4)2, Rb3PO4 и BaRbPO4. Это было направлено на подтверждение или проверку или дополнение литературных данных. Хорошо известно, что характер фазовых равновесий, возникающих в бинарных системах, существенно зависит от свойств исходных компонентов.

Что касается Rb3PO4, мы обнаружили, что соединение плавится конгруэнтно при температуре около 1450 °C и демонстрирует две полиморфные модификации с точкой превращения при 1040 °C. Ортофосфат сильно гигроскопичен; для предварительно синтезированного образца Rb3PO4 кривые ТГ/ДТА-нагрева показали потерю воды в несколько стадий в диапазоне температур 100-430 °С. Также наблюдалась медленная постепенная потеря массы на кривых ТГ/ДТА-нагревания (как показано на рис. 1) при продолжении нагревания, начиная с температуры * 1150 °С. Отмеченные потери составили *5,5 мас.% в результате плавления образца Rb3PO4. Для объяснения дефицита был применен термический анализ в сочетании с

400 800 1200 °С

Рис. 1 Кривые ТГ и ДТА предварительно синтезированного Rb3PO4 в атмосфере воздуха

Масс-спектрометрический анализ. Предварительно синтезированный Rb3PO4 нагревали от 20 до 1400 °С со скоростью 10 °С мин-1. Масс-спектрометрический анализ газовой фазы выявил наличие ионов PO?, PO2?, P4O10?, RbO?, RbO2?, Rb2O2?. Были также сняты ИК-Фурье-спектры как для предварительно синтезированного Rb3PO4, так и для расплавленного образца. Оказалось, что их инфракрасные спектры совпадают (см. рис. 2). Эти результаты показали, что стехиометрический состав конденсированной фазы не изменился.

Согласно результатам работы [4] было подтверждено, что ортофосфат Ba3(PO4)2 плавится конгруэнтно при 1605 °С и находится в двух полиморфных модификациях;

Волновое число/см-1 Рис. 2 FT-IR спектры Rb3PO4; a расплавленный, b предварительно синтезированный

с температурой перехода 1360 °C. Наши термические исследования подтвердили стабильность соединения Ba3(PO4)2. Потери массы на кривых ТГ в интервале температур 20-1400 °С при ДТА-нагреве образцов ортофосфатов как предварительно синтезированных, так и расплавленных не отмечено. Не обнаружено различий в порошковых рентгенограммах Ba3(PO4)2 между предварительно синтезированными образцами и расплавленными путем медленной кристаллизации (со скоростью 3 °С мин-1). Было отмечено, что расплавленный Ba3(PO4)2 имеет тенденцию частично переходить в стеклообразную форму. Образец Ba3(PO4)2 появлялся в аморфной форме, который после плавления быстро кристаллизовался (* 15 °C мин-1). Это наблюдали с помощью микроскопии полированных шлифов в отраженном свете.

Ортофосфат BaRbPO4 получен стандартным методом твердофазной реакции по следующим схемам реакций.

Rb2CO3 — 2(Nh5)2HPO4 — 2BaCO3

! 2BaRbPO4 -2 3CO2 — 4Nh4 — 3h3O (1)

Условия проведения указанной реакции приведены в работе [1]. Однако оказалось, что для достижения фазовой чистоты BaRbPO4 необходим дополнительный обжиг при 900 °С в течение 10 ч.

Rb3PO4 — Ba3(PO4)2! 3BaRbPO4 (2)

В методе (2) исходные ортофосфаты тщательно перемешивали (встряхиванием в бюксе), растирали в агатовой ступке, прессовали в таблетки и нагревали при 1000 °С в течение 2,5 ч. Условия (т.е. температура и время) обеих реакций были найдены экспериментально.

Рентгенофазовый анализ агломератов, полученных по реакциям (1) и (2), показал фазово-чистую структуру BaRbPO4 в соответствии с [1, 8]. Мы обнаружили, что ортофосфат плавится конгруэнтно при температуре около 1700°С. Затем были исследованы его термическая стабильность и полиморфизм. При ДТА/ДСК-нагреве предварительно синтезированного BaRbPO4 наблюдалась незначительная, постепенно протекающая потеря массы (заметная на ТГ-кривой) с

* 1230 °С. На рис. 3 представлены кривые нагревания ТГ/ДТА предварительно синтезированного BaRbPO4. Также было отмечено, что образец BaRbPO4 в результате плавления потерял * 10 мас.% своей первоначальной массы. Фазовый состав подтвержден рентгенофазовым анализом. На дифрактограмме помимо дифракционных линий BaRbPO4 обнаружены рефлексы, типичные для Ba3(PO4)2. Это свидетельствовало о том, что ортофосфат BaRbPO4 высокотемпературно нестабилен и подвержен постепенному разложению и испарению. Чтобы проверить вывод:

• Проведено количественное определение содержания рубидия, бария и фосфора в образцах как предварительно синтезированного соединения, так и расплавленного. Количественный анализ

проводили на эмиссионном спектрометре с возбуждением аргоновой плазмой. Оказалось, что предварительно синтезированные и расплавленные образцы различались по содержанию рубидия, бария и фосфора. Содержание рубидия и фосфора в расплавленном образце уменьшилось на *5 и 0,6 мас.% соответственно, бария увеличилось на *4,7 мас.% (относительно стехиометрического состава соединения). • Проведен термический анализ в сочетании с масс-спектрометрией. Образец предварительно синтезированного BaRbPO4 нагревали от 20 до 1600 °С со скоростью 10 °С мин-1. Масс-спектрометрия газовой фазы показала наличие ионов: PO?, PO2?, P4O10?, RbO?, RbO2?, Rb2O2?.

С учетом всех результатов данного исследования разложение и испарение ортофосфата BaRbPO4 происходят по реакции:

BaRbPO4(s) ! Bas (PO4)2(т) + RbO(г) + RbO2(г) + Rb2O2(г) + PO(г) + PO2(г) + P4O10(г) •

Появление BaRbPO4 в двух модификациях подтверждено нашими термоаналитическими исследованиями. Однако разногласия касались температуры перехода. Дифференциальный термический анализ нагрева проводили как для предварительно синтезированного, так и для расплавленного BaRbPO4. Кривая ДТА/ДСК-нагрева агломерата в интервале температур 20-1350 °С выявила эндотермический эффект, которому соответствует температура 119соответствует 5 °С (см. рис. 3). Соответственно, расплавленный образец BaRbPO4 исследовали с помощью ДТА/ДСК-нагрева (учитывая, что стехиометрия расплавленного образца и BaRbPO4 различна). На этот раз

кривые ДТА/ДСК-нагрева также показали один эндотермический эффект, но при соответствующей температуре * 1090 °С (см. рис. 4). Как впоследствии было установлено, эффект присутствовал на кривых нагревания ДТА/ДСК для всех предварительно синтезированных образцов с составом от 65 до 99 мас.% Ba3(PO4)2. С учетом всех результатов настоящего исследования мы приписываем температурную точку 1195 °С полиморфному превращению BaRbPO4.

Исследованы неизвестные ранее фазовые равновесия в системе Rb3PO4-Ba3(PO4)2 во всем диапазоне составов до температуры 1800 °С. В качестве промежуточного соединения в системе появился BaRbPO4. Ввиду условий синтеза ортофосфата, термической нестабильности фосфатов Rb3PO4 и BaRbPO4 при высоких температурах, гигроскопичности Rb3PO4, а также для соблюдения требования равновесного состава были использованы следующие две серии образцов.

• Гетеромолярные смеси (Nh5)2HPO4, сухого Rb2CO3 и BaRbPO4 – для определения фазовых равновесий в диапазоне составов 0-60 мас.% Ba3(PO4)2. Эти смеси после смешивания и измельчения нагревали при 200°С в течение 4 ч, при 500°С в течение 4 ч, при 900°С в течение 10 ч и при 1000°С в течение 20 ч с промежуточными перетираниями для обеспечения полной реакции.

• Гетеромолярные смеси ортофосфатов BaRbPO4 и Ba3(PO4)2 – для определения фазовых равновесий в диапазоне составов 65-100 мас.% Ba3(PO4)2. Эти смеси были предварительно синтезированы твердофазной реакцией при нагревании при 9——-

Рис. 3 Кривые ТГ и ДТА предварительно синтезированного BaRbPO4, на воздухе Рис. 4 Кривые ТГ и ДТА расплавленного BaRbPO4, в воздухе атмосфера атмосфера

Фазовый состав агломератов определяли методом РФА при комнатная температура. Процедура испытаний показала, что все образцы исследуемой системы плавились при температуре выше 1400 °С. Соответственно, для построения кривых ликвидуса образцы после прессования в таблетки помещали в лодочки PtRh40 и нагревали в атмосфере аргона в горизонтальной печи. Температуру диффузии гранул считывали с помощью оптического пирометра. Таким образом, контур кривых ликвидуса и солидуса является приблизительным, как показано пунктирными линиями.

Кривая ликвидуса системы Rb3PO4-Ba3(PO4)2 при *30 мас.% имеет максимум при * 1560 °С (рис. 5, точка В фазовой диаграммы). Это указывало на возможность образования для такого состава другого промежуточного соединения, которое плавилось бы конгруэнтно. Образование соединения представлялось вероятным, поскольку либо молярное соотношение Rb3PO4:Ba3(PO4)2, равное 4:1, либо молярное соотношение Rb3PO4:BaRbPO4 = 1:1 (т.е. теоретическая формула соединения BaRb4(PO4)2) соответствует рассматриваемого процентного состава (30 мас.% Ba3(PO4)2 и 70 мас.% Rb3PO4). В литературе известны соединения типа m4mii(PO4)2 (где MI = Na, K; M11 = Mg, Ca) [9].

Рис. 5 Фазовая диаграмма системы Rb3PO4-Ba3(PO4)2

• Использовался модифицированный метод Печини; Стехиометрические количества Ba(NO3)2, Rb2CO3, Nh5h3PO4 растворяли в небольшой порции дистиллированной воды, затем добавляли лимонную кислоту и этиленгликоль в качестве комплексообразователя. Смесь сушили при 120°С в течение 24 ч, затем нагревали при 450°С в течение 24 ч, протирали, нагревали при 1150°С в течение 2 ч и гасили.

Фазовый состав продуктов реакции вышеперечисленных процессов был подтвержден порошковой рентгеновской дифракцией. На дифрактограммах обнаружены только рефлексы от фосфатов Rb3PO4 и BaRbPO4. Следовательно, максимум на кривой ликвидуса (при * 30 мас. % Ba3(PO4)2) может объяснять разделение жидкой фазы на два жидких раствора L1 и L2. Следовательно, область АВС (в интервале составов 17-36 мас.% Ba3(PO4)2) представляет собой смесь жидких растворов L1 ? Л2. Превращение при постоянной температуре * 1510 °С можно отнести к точке С согласно схеме реакции: L2C ? L1А? BaRb-PO4 (где L2C обозначает жидкость L2 с составом точки C, а L1A — жидкость L1 с составом точки A). В богатой Rb3PO4 части исследуемой системы возникает эвтектика при * 1,0 мас.% Ba3(PO4)2, которая плавится при

* 1440 °С. В системе Rb3PO4-Ba3(PO4)2 в диапазоне составов 63,14-100 мас. % Ba3(PO4)2; высокотемпературные непрерывные твердые растворы имеют максимальную температуру плавления при * 1720 °С.

Для нахождения фазовых равновесий для системы Rb3PO4-Ba3(PO4)2 ДТА/ДСК-нагрев предварительно синтезированных твердофазных образцов проводили в субсолидусной области. Термическая нестабильность фосфатов Rb3PO4 и BaRbPO4 затрудняла работу с расплавленными образцами из-за изменения исходного состава. Разработанная фазовая диаграмма системы Rb3PO4-Ba3(PO4)2 представлена ​​на рис. 5.

Открытый доступ Эта статья распространяется в соответствии с условиями некоммерческой лицензии Creative Commons Attribution, которая разрешает любое некоммерческое использование, распространение и воспроизведение на любом носителе при условии указания автора(ов) и источника.

Литература

1. Эламмари Л., Элоуади Б., Мюллер-Фогт Г. Исследование фазовых переходов в системе AIBIIPO4 с AI = Li, Rb и Bn = Mg, Ca, Sr, Ba, Zn, Cd, Pb. Фазовый переход. 1988;13:29-32.

2. Воронин В.И., Бергер И.Ф., Проскурнина Н.В., Шептяков Д.В., Гощицкий Б.Н., Бурмакин Е.И., Строев С.С., Шехтман Г.Ш. Кристаллическая структура низкотемпературных форм ортофосфатов цезия и рубидия. Инорг Матер. 2008;44(6):646-52.

3. Хуп Р., Сейферт Х.М. Zur Kenntnis wasserfreier Orthophosphate der höheren Alkalimetalle: K3PO4, Rb3PO4, Cs3PO4. Z Натурфорш. 1973; 28б: 507-8.

4. Макколи Р.А., Хаммел Ф.А. Фазовые соотношения в части системы BaO-P2O5. Trans Brit Ceram Soc. 1968;67:619-28.

5. Крейдлер Э.Р. Фазовые равновесия и активируемая оловом люминесценция в системе Ca3(PO4)2-Ba3(PO4)2. J Электрохим Soc. 1971 год; 118:923-9.

6. Сугияма К., Токонами М. Уточнение кристаллической структуры ортофосфатов стронция и бария. Минерал Дж. 1990;15:141-6.

7. Захариасен В.Х. Кристаллическая структура нормальных ортофосфатов бария и стронция. Акта Кристаллогр. 1948; 1: 263–265.

8. Эламмари Л., Элуади Б. Кристаллическая структура ортофосфата RbBaPO4. J Сплавы комп.