Д.техн.н., профессор А.М.Аширов, 

К.х.н. А.Дуйсебекова

А.Ж. Еримова

Международный казахско-турецкий университет имени Ясави

Изучение некоторых свойств двуводного теллурата натрия (Na2TeO4·2H2O)

 Для достижения заданной цели нами приготовлен двуводный теллурат натрия следующим образом. Полученная синтетическим путем двуокись теллура [1] растворили в горячем растворе едкого натра 10 г. NaОН было растворено в 20 мл. воды, далее раствор нагревался и  вносилась 2 г двуокиси теллура, по растворении ее добавляют 15-20 мл. 30% Н2О2. Смесь кипятили несколько минут. При охлаждении выпал тяжелый белый осадок. Его отфильтровывали, промыв холодной водой  высушали  на воздухе. При этом получился двуводный теллурат натрия, который содержал 46,66%  теллура против теоритического 46,52%.

         Наблюдения под микроскопом показывают, что двуводный теллурат натрия (Na2TeO4·2H2O) представляет собой бело-матовый тонко-кристаллический порошок. В препарате кристаллы имеют гексагональную форму с показателем преломления около 1,560.

      Рентгеноструктурный анализ двуводного теллурата натрия дал оценку интенсивностей линий и значения межполоскостных расстояний (см.табл.1), которые отсутствовали еще в литературе.

      Исследования, проведенные в ГИНцветмете [2], показывают, что кривая нагрева двуводного теллурата натрия, полученная на пирометре Курнакова  рис. 1 имеет два ярко выраженных эндометрических эффекта, соответсвующих потере кристаллизационной воды (269°) и температуре плавления (736°), и указывающих на устойчивость теллурата натрия в этом интервале температур. В то же время, как следует из рис.1 с моментом температуры плавления совпадает еще какое-то изменение в веществе, которое характеризуется намечающимся эндометрическим эффектом, скрытым вследствие наложения температурного эффекта, связанного с плавлением вещества. Такое изменение в веществе, очевидно, связано с процессом разложения теллурата натрия, на возможность которого указывает ряд авторов [3]. Наибольшая степень разложения (76%) теллурата натрия достигается при температуре 800°.

Дальнейшее повышение температуры ведет к полному улетучиванию соли. Таблица 1.

      Состав твердых фаз, полученных при взаймодействии трехокиси теллура  с растворами едкого натра и соды.

 № проб

Условия опыта

Состав твердых фаз, %

Температура С°

Исходная концентрация едкого натра г/л

Исходная  концентрация соды в растворе г/л

Теллур в виде трехокиси

Окись натрия

Вода

1

2

3

4

5

6

7

47

24

200

-

45,46

38,10

15,15

52

24

500

-

40,63

52,0

6,5

13

50

200

-

62,28

23,0

14,0

34

74

200

-

61,25

20,50

14,36

36

74

500

-

61,56

21,0

16,42

106

94

50

-

43,64

33,5

18,60

102

94

200

-

56,73

27,0

12,08

100

94

500

-

48,70

37,50

9,3

86

73,5

-

182,85

70,44

15,5

12,92

88

73,5

-

241,68

70,61

21,9

7,20

65

24,0

-

128,91

68,44

22,5

13,90

76

49,3

-

182,85

65,20

24,5

10,0

74

49,3

-

128,91

71,13

22,50

6,7

 

 Рентгеноструктурный анализ твердых фаз

 Рентгенограммы снимались при следующих условиях: диаметр камеры =57,4 мм, диаметр столбика образца = 0,7мм, выдержка 5 часов, сила тока 10mА, напряжение 30 kV.

    Оценка напряженностей производилась по десятибальной системе [3,5,6] :

№10.    0. 0. СН. – очень и очень сильная, №9 0. СН.  - очень сильная, №8      СН.  -  сильная, №7      Ср.СН.-  среднесильная, №6 Ср. – средняя, №5 Ср.С. – среднеслабая, №4 С.- слабая, №3 О.С.- очень слабая, №2       О.О.С. – очень и очень слабая, №1       Ч.С. – чрезвычайно слабая. Кроме того, широкая обозначается через «М».

       Рентгеноструктурному анализу кроме равновесных твердых фаз подвергаелся исходный материал (ТеО3) и двухводный теллурат натрия. Результаты рентгеноструктурного анализа приведены в табл.2.

Таблица 2 Результаты рентгеноструктурного анализа (Na2TeO4·2H2O)

р/с

№

Исследуемый  материал

Интенсивность линий и значения межплоскостных расстояний в КХ

1

2

3

1. твердая  фаза проба№13

ч.с.6.2673

о.о.с.5.6093

ср.сн.5.0555

о.о.сн.4.7451

ч.с..3.4801

ч.с..3.3781

ч.с.3.2365

орт.к.2.9204

ч.с.2.8280

ч.с.2.7578

о.сн.2.5068

ч.с..2.4806

орт.2.3689

о.с 2.2675

ч.с..2.2188

к.2.1488

о.о.с.2.1087

ч.с.2.0667

о.о.с.2.0074

к.1.9224

о.о.с.1.8533

ср.сн.1.8222

ч.с..1.7866

о.с 1.7538

ч.с..1.7350

ср.сн.1.6918

ср.сн.1.6724

о.о.с.1.1388

к.1.6152

о.о.с.1.5898

ч.с.1,5507

ч.с..1.5145

 

ср.с1.5003

о.о.с.1.4684

к.1.4423

о.о.с.1.4299

ср.сн.1.4021

ср.сн.1.3783

о.о.с.1.3591

ч.с..1.3396

о.с 1.3198

о.с 1.2994

ч.с..1.2887

ср.с.1.2673

ч.с.1.2248

ср.с.1.1666

о.о.с.1.1446

ср.с.1,1266

о.с.1.1165

2. твердая фаза

проба №100 )

с.4.4998

о.о.сн..4.9444

к.4.5469

ч.с..3.2546

ср.с.2.9132

о.с 2.7747

о.сн.2.5121

ср.сн.2.3648

ч.с..2.2103

о.с 2.1413

о.с 1.9916

о.с 1.9138

о.о.с..1.8222

о.о.с.1.7538

о.1.6992

о.с 1.6096

ч.с.1.5456

о.о.с.1.5056

о.о.с.1.4021

о.о.с.1.1388

о.с.1.2673

с.1.1643

о.о.с.1.1377

о.с.сн.1.1272

к.1.1039

ср.с1.0892

о.с 1.0520

о.о.с.1.0380

3. твердая фаза

проба №1006)

О.о.с.5,5815

Ср.сн.5,0103

О.о.с.4,5106

С.3,5113

О.о.с.3,4080

О.с.3,2633

О.с.2,9350

О.о.с.2,7747

Ч.с.2,6281

Сн.2,5121

Ч.с.2,4456

Ср.с.2,3736

С.2,2633

О.о.с.2,2344

О.с.2,1562

О.о.с.2,1194

О.с.2,0667

С.2,0170

Ч.с.1,9253

О.с.1,8586

 

Ср.сн.1,8272

Ср.с.1,7607

О.о.с.1,7216

С.1,6934

Ч.с.1,1682

О.с.1,6228

Ч.с.1,5948

О.с.1,5524

Сн.1,5081

Ч.с.1,4926

О.с.1,4712

С.1,4453

О.о.с.1,4191

Ч.с.1,4007

Ср.с.1,3820

С.1,3591

Ч.с.1,3418

Ср.1,3209

О.с.1,2875

О.о.с.1,2711

Ч.с.1,2432

Ч.с.1,2318

Ч.с.1,2166

Ч.с.1,1985

С.1,1643

О.сн.1,1284

С.1,1191

Ср.ш.1,1637

Ср.с.1,0638

О.с.ш.1,0687

О.с.сн.1,0584

Ср.с.1,0391

О.о.с.1,00658

 

Ч.с.0,99525

О.о.с.сн.

0,098880

 

О.о.с.7,0066

С.6,2673

О.сн.4,4226

ч.с.4,0450

о.с.3,5886

 

О.з.192

Ор.сн.2.9204

О.о.2.7823

О.о.сн.2.6575

О.о.о.2.4506

Ч.с.2.3736

О.2.1946

О.с.1.9916

Ч.с.1.9548

Ср.1.8640

О.с.1.8222

Ч.с.1.7126

Ч.с.1,7005

С.1,5066

О.о.с.1,5507

 

С.с.1,4634

Ч.с.1,4595

С.1,3567

Ч.с.1,2807

О.с.1,2133

Ч.с.1,1260

Ч.с.1,0390

5. твердая фаза

проба №88

О.с.5,6375

О.сн.5,1011

О.о.сн.4,5288

Ч.с.3,2546

Ср.сн..2,9350

Ч.с.2,7436

Сн.2,5121

Ч.с.2,4210

О.о.с.2,3643

Ч.с.2,2633

Ч.с.2,1562

Ч.с.2,0533

О.с.1,9258

Ч.с.1,8666

О.о.с.1,8247

Ч.с.1,7919

О.о.с.1,7560

Ср.1,6913

Ч.с.1,6209

О.о.с.1,5821

Ч.с.1,5473

О.о.с.1,5065

О.о.с.1,4683

Ч.с.1,4896

С.1,4073

Ч.с.1,3807

Ч.с.1,3198

6 твердая фаза

проба №88

О.с.5,6093

О.о.сн.4,8544

О.сн.4,928

С.3,3781

Ср.9424

Ч.с.2,7823

Сн.2,5068

Ч.с.2,3643

О.о.с.2,2425

Ч.с.2,1562

О.с.1,9195

О.о.с.1,8120

Ч.с.1,7487

Ср.с.1,6849

О.о.с.1,5097

Ч.с.1,4656

О.о.с.1,4008

Ч.с.1,3177

Ч.с.1,2908

О.с.1,2668

О.с.1,1623

О.о.с.1,4008

С.1,1260

Ср.сн.1,1042

О.о.с.1,0696

О.о.с.1,0568

О.о.с.1,1470

7. твердая фаза

проба №47

О.с.5,2434

О.с.4,7772

О.с.3,6111

Ср.с.3,4283

Ср.с.3,2823

О.с.3,1318

О.о.сн.2,8223

О.с.2,4707

О.с.2,3597

Ср.с.2,2344

ч.с.2,0875

ч.с.2,0465

Ч.с.1,8969

Ср.с.1,8424

Ч.с.1,7195

О.с.1,6663

Ч.с.1,6190

О.с.1,5750

Ч.с.1,5113

О.с.1,4910

Ч.с.1,4530

О.с.1,4152

Ч.с.1,3734

О.с.1,3285

Ч.с.1,2365

О.с.1,2517

Ср.с.1,2303

Ч.с.1,18416

Ср.с.1,1628

О.с.1,1420

О.с.1,1134

Ч.с1,0773

Ч.с.1,0469

Ч.с.1,0356

Ч.с.1,0265

Ч.с.1,09968

8. твердая фаза

проба №102 )

С.5,6375

Сн.5,1011

Ср.4,9883

О.о.сн.4,4928

О.о.с.3,9405

Ч.с.3,3734

О.о.с.3,2730

Ср.сн.2,94

О.о.с.2,8358

О.о.с.2,7889

О.о.с.2,5441

О.сн.2,5124

Ч.с.2,4606

Ср.2,3736

С.с.2,2633

С.2,2263

Ср.с.2,1525

О.о.с.2,1122

О.с.2,0667

С.2,0270

О.с.ш.2,9282

С.1,8586

Ср.2,3222

Ч.с.1,8045

Ч.с.1,7866

О.с.1,7630

Ч.с.1,7487

Ч.с.1,7195

Ср.сн.1,6913

О.о.с.1,7645

О.о.с.1,6363

Ср.с.1,6190

О.о.с.1,6190

О.с.с.1,5929

С.1,5974

О.с.1,5225

Ср.1,5019

Ч.с.1,4834

О.о.с.1,6495

С.1,4409

О.о.с.1,4165

О.о.с.1,3996

С.1,3832

О.о.с.1,3738

О.с.1,3591

Ч.с.1,3396

С.1,3198

С.1,2989

Ср.с.ш.1,2682

О.о.с.1,2428

Ч.с.1,2298

Ч.с.1,2174

Ч.с.ш.1,2007

С.ш.1,1130

Ч.с.1,1463

Ср.с.1,1290

С.1,1191

9.Теллурат натрия (H2TeO4· 2H2O)

Ч.с.6,3029

О.с.5,5815

О.о.сн.5,0328

Ср.сн4,4928

Ч.с.3,4905

О.о.с.3,2540

Ср.с.2,9250

О.о.с.2,7323

Ч.с.2,6223

С.сн.2,5121

Ср.с.2,3689

О.о.с.2,2717

Ч.с.2,2263

О.с.2,1450

Ч.с.2,0599

О.о.с.2,0074

О.с.1,9195

О.о.с.1,8640

Ч.с.1,3547

Ч.с.1,7918

О.о.с.1,7607

Ч.с.1,7216

Ср.1,6913

Ч.с.1,6383

О.о.с.1,6171

Ч.с.1,5911

О.о.с.1,5490

О.о.с.1,5097

Ч.с.1,4760

Ч.с.1,4423

О.с.1,4021

Ч.с.1,3795

Ч.с.1,3544

Ч.с.1,3209

Ч.с.1,3020

С.1,2682

О.о.с.1,2410

Ч.с.1,1991

О.с.1,1637

Ч.с.1,1433

О.о.с.1,1266

Ч.с.1,1179

Сн.1,1052

Ср.с.1,0888

Ч.с.1,0787

О.о.с.1,0687

О.с.1,0572

О.с.1,0395

Ч.с.1,01613

О.о.с.1,00138

 

 

 

Пробы 65,74, и 76 на рентгенграмме не дали линий. Эти пробы оказались сильно засоренными исходными материалами. Поэтому от дальнейших обследований эти пробы были сняты.

      На ренгенограмме исходного материала (трехокиси теллурата) не удалось получить линий. Это можно объяснить тем,что трехоки теллура, полученная путем нагревания теллуровой кислоты при температуре 320°в  течение 2-х часов, не имела еще кристаллической формы, что подтверждается исследованием М.Патри [7].

      Пробы 34,36 и 13 по данным химического анализа ( табл.1) аналогичны между собой и соответствуют составу двуводного теллурата натрия (Na2TeO4·2H2O). Это так же подтверждается данными рентгеновского анализа ( табл.2). однако на рентгенограммах этих проб появились очень слабые и нехарактерные по интенсивности и значениям межплоскостных расстояний новые линии: ч.с.3,2365, ч.с.2,8289, ч.с.2,7563, ч.с.2,2675,о.о.с.2,1087,ч.с.2,0667,о.с.1,6724, о.о.с.1,4299, о.с.1,2999, ч.с.1,2388.

      По данным химического анализа проба 52 имеет состав: : ТеО3 -40,63%, Na2О -52,0%, Н2О-65%., что соотвествует составу соли типа 4 Na2О· ТеО3· 1,5 Н2О.

      Рентгенограмма пробы 52 резко отличается от результатов рентгеновского анализа проб 34,36,13 и двуводного теллурата натрия.

     Микроскопический анализ этой пробы также отличается от результатов анализа других проб.

     Проба №47 имеет химический состав ( см.табл.1):

ТеО3 -45,46%, Na2О -38,1%, Н2О-15,16%. что соотвествует составу теллурата типа 2Na2О· ТеО3· 3Н2О.

          Результаты рентгеноструктурного и микроскопического анализов показывают, что проба №47 от пробы №52.

         Проба №100 имеет химический состав:ТеО3 -48,7%, Na2О -37,5%, Н2О-9,3%. что соотвествует составу соли типа3 ½Na2О· ТеО3· 3Н2О. Рентгенограмма этой пробы дает новые линии (табл.2), отличные от результатов рентгеновского анализа других проб.

       Проба №102 по данным химического и рентгеновского анализов имеет другую новую структуру, соответствующую по составу соли типа3Na2О·2ТеО3· 4Н2О.

       Рентгенограмма этой пробы по интенсивности и значениям межплоскостных линий отлична от рентгеновского анализа пробы №100.

     Микроскопический анализ пробы №102 показывает также структуру, отличающуюся от структуры других проб.

       Эти данные говарят о том, что при одной и той же температуре в зависимости от концентрации едкого натра в твердой фазе образуется теллураты различного состава.

Пробы №86 и 88 получены при 73,5°, по различное содержание соды в растворах оказало влияние на структуру твердой фазы. Так например, по результатам микроскопического анализа проба №83 представлена звездчатыми агрегатами, а проба №86 бесформенными осколками, обломками ярко-желто-зеленого цвета с раковистым изломом.

      Различие в структуре между пробами 86 и 88 подтверждается данными рентгеноструктуроного анализа.

Выводы

  І. Химическим, петрографическим и рентегноструктурным анализами исследован состав равновесных твердых фаз, полученных при взаимодействии трехокиси теллура с растворами соды и едкого натра. Показано, что при одной  и той же температуре в зависимости от содержания в растворе соды или едкого натра образуются теллураты натрия различного состава.

2. Образование различных натриевых соединений теллура в зависимости от концентрации в растворе едкого натра или соды, по всей вероятности, в одних случаях увеличивает, а в других уменьшает расмтворимость трехокиси теллура.

                                                     Литература

1. М.П.Славинский Физико-химические свойства элементов,     Металлургиздат, 1952.

2. Д.М.Юхтанов       Производство селена и теллура, М., 1955.                           

3. О.С.Игнатьов, И.И.Плакеин   - Некоторые особенности поведения селена и   теллура в процессах минерализации и  металлургической переработки руд,    Известия  высших учебных заведений. Цветная металлургия №1, 1958.

 4. Е.М.Гуляева, Л.А.Сошникова  - Совещание по селену и теллуру

(бюллетень   цветной металлургии, № 23, 1957).

5. А.И.Китайгородский. Рентгеноструктурный анализ мелкокристаллических и аморфных тел, Киев, 1952.

6.В.Д.Пономарев, Н.О.Сарсембаев К изучению некоторых физико-                                                      химических свойств трехокиси теллура,  Вестник АН КазССр, №8, 1960 7.М.Патри   Be. Soc. chim (5)3, 1936.