Файл: Синтез и свойства соединений ниобия, тантала и титана..pdf

Рис. 10. Термограмма фосфата ниобия (а) и фосфата тантала (б).

фосфаты ниобия и тантала представляют собою гидраты гидрофосфатов «ниобилдиоксида» и «танталилдиоксида» (МеО.,).-, НР04 •

• 2,5Н,0)

При прокаливании гидрофосфатов вода, по аналогии с гидро­ фосфатами других металлов, удалялась и фосфаты ниобия и тан­ тала переходили в пирофосфаты:

2 (МеО,)2 НР04 • 2,5Н,0 2 (МеО,)2 НР04 ■Н20 + ЗН.О,

и тантала наиболее прочно, вправе считаться конституционной. Подобную закономерность можно видеть из данных по обезвожи­

ванию фосфатов Ті1ѵ [5], Zr [45], UIV [58], Pb [59], а также акваполисоединений Nb, Ta, W [60].

Термографическое исследование обезвоживания фосфатов ниобия и тантала. Кривые нагревания фосфатов ниобия и тантала, полу­

Первый эндотермический эффект для фосфата ниобия наблю­ дается при 243° С (см. рис. 10, а). Он соответствовал, согласно данным анализа, удалению трех молекул воды. Второй эндотер­ мический минимум отвечал потере еще двух молекул. Эндотерми­

Эндоэффекты, отвечающие потере последней молекулы воды, в фосфатах не проявлялись. Наличие нескольких эндотермических эффектов подтверждало ступенчатый характер процесса дегидра­

2K

тации. При 874° С для фосфата ниобия н при 970° С для фосфата тантала на термограммах наблюдали экзотермический эффект. Полное удаление воды происходило при 880—900° С у фосфата ниобия и при 980—1000° С у фосфата тантала. Очевидно, полное обезвоживание солей сопровождалось тепловыми эффектами, ука­ зывающими на превращение фосфатов. Это послужило поводом для рентгенофазового анализа фосфатов ниобия и тантала.

Рентгенографическое исследование фосфатов ниобия и тантала. Воздушносухие фосфаты ниобия и тантала, обезвоженные в опре­

и тантала были сняты рентгенограммы солен, нагретых, соответ­ ственно, до 800 и 900° С, что близко к температурам экзотерми­ ческих эффектов. Рентгенограммы фосфатов ниобия и тантала,

дифракционной картины. Прокаленные выше температуры экзо­ термического эффекта фосфаты ниобия и тантала являются кри­ сталлическими веществами. Таким образом, экзотермический эффект

как неупорядоченное состояние связано с избыточной энергией [61]. Исследования показали, что прокаленные фосфаты ниобия и тантала имеют очень сложную структуру, следствием которой является большое число линий на рентгенограммах. Результаты определения межплоскостных расстояний и интенсивность соот­

ветствующих линий приведены в табл. 8.

29

Переход фосфатов ниобия и тантала в кристаллическое состоя­ ние сопровождается изменением их плотности, г/см3:

После перехода солей из аморфного состояния в кристалли­ ческое удельный вес их возрастает. Плотность аморфной соли меньше, чем кристаллической [61). Прокаленные фосфаты ниобия и тантала при 1000° С термически прочны и летучестью не обла­ дают. При нагревании фосфат ниобия приобретал желтый цвет. Охлажденная соль теряла окраску и превращалась в белый порошок. Фосфат тантала не менял цвета при нагревании [8, 9).

Отношение фосфатов ниобия и тантала

кразличным кислотным реагентам

Сцелью выявления возможности селективного растворения фос­ фата ниобия пли фосфата тантала из смеси представляло интерес выяснить их отношение к различным кислотным реагентам и комплексообразователям. Учитывая близость химических свойств соединений ниобия и тантала, изучение растворяющего действия кислотных реагентов имеет значение в решении вопросов, связан­ ных с разделением ниобия и тантала.

Исследования проводили со свежеприготовленными фосфатами, взятыми раздельно или при совместном присутствии. В последнем случае соотношение между ниобием и танталом в фосфатах состав­ ляло 20:1.

Отношение фосфатов ниобия и тантала к растворам серной и соляной кислот различной концентрации представлено в табл. 9.

30

устойчивостью соответствующих комплексов ниобия в присутствии

Фосфат тантала нерастворим в данной смеси кислот и остается в осадке. В щавелевосернокислом растворе наблюдалось увеличе­ ние растворимости фосфата ниобия. Фосфат тантала в указанном растворе растворялся значительно меньше. В растворах щавеле­ вой кислоты с добавкой хлористого калия фосфат тантала не

-

31