Анотація до роботи:

Жиляк І.Д. Акваамінодифосфати Co²⁺, Ni²⁺, Cu²⁺, Zn²⁺ та Cd²⁺. Дисертацією є рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата хімічних наук за спеціальністю 02.00.01 - неорганічна хімія. – Київський національний університет імені Тараса Шевченка, м. Київ – 2006.

Дисертаційна робота присвячена синтезу та дослідженню властивостей індивідуальних і гетерометальних подвійних та потрійних акваамінодифосфатів Co²⁺, Ni²⁺, Cu²⁺, Zn²⁺ та Cd²⁺. Вперше синтезовано речовини складу: 2Cо₂P₂O₇(6ч7)NH₃(8ч11)H₂O; Ni₂P₂O₇3NH₃(4ч6)H₂O; Cu₂P₂O₇3NH₃(2ч3)H₂O; 2Zn₂P₂O₇6NH₃(3ч4)H₂O Cd₂P₂O₇3NH₃4,5H₂O та гетерометальні акваамінодифосфати кобальту-нікелю, кобальту-міді, нікелю-міді, нікелю-цинку, нікелю-кадмію, міді-цинку, міді-кадмію, нікелю-міді-цинку, нікелю-міді-цинку, нікелю-цинку-кадмію. Їхній склад вивчений методами хімічного і функціонального та рентгенофазового аналізу, спектроскопії. Методом термічного аналізу встановлено послідовності термічних перетворень і складено загальні схеми термолізу. Методом повнопрофільного аналізу Рітвельда встановлено структуру та кристалохімічні характеристики для вперше одержаних безводних дифосфатів.

1. Вперше синтезовано акваамінодифосфати двовалентних перехідних металів Сu, Zn, Cd, Co, Ni та їх гетерометальні подвійні і потрійні аміачні дифосфати. Встановлено, що найкраще одержувати їх з водно-аміачних розчинів методом висолювання органічними розчинниками.

2. Шляхом насичення твердих дифосфатів в статичних умовах газоподібним аміаком, вперше одержано акваамінодифосфати, які містять у своєму складі кобальт(ІІ).

3. Визначено умови утворення та розроблено способи одержання у твердому стані сполук наступного складу:

монометальних дифосфатів - Cu₂P₂O₇3,0NH₃(2,5ч3,0)H₂O, Cd₂P₂O₇3,0NH₃4,5H₂O, Zn₂P₂O₇3,0NH₃(1,0ч2,0)H₂О, Ni₂P₂O₇3,0NH₃(4,0ч6,0)H₂O, 2Co₂P₂O₇(6,0ч7,0)NH₃(8,0ч11,0)H₂O;

подвійних дифосфатів - CоCuP₂O₇3,0NH₃4,0H₂O, Cо_0,5Cu_1,5P₂O₇3,0NH₃4,0H₂O, CоNiP₂O₇NH₃5,0H₂O, Ni_(2-x)Cu_xP₂O₇3,0NH₃(2,0ч5,0)H₂O (де х >1,5), Ni_xCu_(2-x)P₂O₇3,0NH₃(4,0ч5,0)H₂O (де х 1), Ni_(2-x)Zn_xP₂O₇3,0NH₃(2,0ч5,0)H₂O (де х=0,3-1,7), Ni_(2-x)Cd_xP₂O₇(1,0-2,5)NH₃(2,0ч3,0)H₂O (де х=0,8-1,5), Cu_xZn_(2-x)P₂O₇3,0NH₃(2,0ч3,0)H₂O (де x=1,5-1,0), Cu_1,8Zn_0,2P₂O₇3,0NH₃2,5H₂O, Cu_(2-x)Cd_xP₂O₇(2,03,0)NH₃(2,0ч4,0)H₂O (де х=0,5 або1,5);

потрійних дифосфатів - Ni_2-(x+y)Cu_хZn_yP₂O₇nNH₃mH₂O (де x=1,2; y=0,3-0,5; n=3; m=2-3), Ni_0,30Cu_1,50Cd_0,20P₂O₇3,5NH₃2,0H₂O, Ni_0,50Zn_0,65Cd_0,85P₂O₇2,0NH₃2,5H₂O.

4. Вперше встановлено склад, будову і властивості твердих акваамінодифосфатів двовалентних перехідних металів; показано, що монометальні акваамінодифосфати цинку, нікелю, кобальту - рентгеноаморфні, а міді і кадмію– мають кристалічну структуру; подвійні та потрійні акваамінодифосфати з переважаючою часткою Zn, Ni, Co також мають рентгеноаморфну будову, а сполуки з переважанням частки Cu і Cd – кристалічні. Встановлено існування ізоструктурних подвійних твердих речовин.

5. На основі систематичних досліджень термічної стійкості встановлено основні стадії термолізу в хімізмі перетворень акваамінодифосфатів d-металів, які можуть відбуватися почергово або одночасно:

видалення зовнішньосферної води в інтервалі 60-170 ^оС без суттєвої зміни структури та аніонного складу речовини;

б) одночасне видалення води і аміаку в інтервалі 85-350 ^оС з наступною гідролітичною деструкцією дифосфат-аніону і аморфізацією структури речовин;

в) поглиблення термолізу амінофосфатів в інтервалі 170-500 ^оС з комбінацією реакцій поліконденсації продуктів гідролізу дифосфат-йонів та їх термічним диспропорціонуванням;

г) завершальний етап термолізу амінофосфатів за відсутності в їх складі води супроводжується повним видаленням аміаку з утворенням індивідуальних дифосфатів в інтервалі температур 400 – 570 С, які співпадають з екзотермічним ефектом перетворення речовин та супроводжуються спрощенням речовинного складу поліфосфат-йонів до рівня їх стехіометричного співвідношення з катіонами d-металів:

(PO₄HH₂NМ)_x + (МNН₂HO₃P–O–PO₂–O–PO₃HH₂NМ)_y

zM₂P₂O₇ + (x+2y)NH₃.

МNH₂HO₃P – O – PO₃HH₂NМ M₂P₂O₇ + 2NH₃.

6. За результатами комплексних хімічних та фізико-хімічних досліджень складено схеми термічних перетворень акваамінодифосфатів двовалентних перехідних металів та встановлено умови одержання безводних індивідуальних, подвійних та потрійних дифосфатів складу: Cu₂P₂O₇, Zn₂P₂O₇, Cd₂P₂O₇, Co₂P₂O₇, Ni₂P₂O₇, CuZnP₂O₇, Cu_0,6Cd_1,4P₂O₇, CoCuP₂O₇, Cu_1,1Ni_0,9P₂O₇, ZnNiP₂O₇, CoNiP₂O₇, Cd_1,1Ni_0,9P₂O₇, Cu_1,2Zn_0,5Ni_0,3P₂O₇, Cu_1,5Cd_0,2Ni_0,3P₂O₇, Zn_0,65Сd_0,85Ni_0,50P₂O₇.

7. Спектроскопічними дослідженнями акваамінодифосфатів двовалентних перехідних металів та продуктів їх термолізу встановлено, що порядок видалення води і аміаку з речовин залежить від різної сили зв'язків молекул H₂O і NH₃ з йонами d-металів і формуванням додаткових водневих зв'язків у ланцюжках МNH₂HO₃P–O–PO₃HHОМ з усередненням там електронної густини. Аміак у цьому випадку на високотемпературному етапі термолізу акваамінодифосфатів виконує функцію води.

8. Зроблено оцінку пігментних і люмінофорних властивостей продуктів випалу монометальних і гетерометальних акваамінодифосфатів.

9. На основі агрохімічних досліджень підтверджено біологічну активність гідратованого аміачного дифосфату Zn₂P₂O₇3NH₃1,5H₂O.

Публікації автора:

1. Копилевич В.А., Войтенко Л.В., Жиляк И.Д. Синтез и термические превращения гидратированного аммиачного дифосфата меди(II) // Журн. неорган. химии. – 2005.– Т. 50, № 11. – С. 1769 – 1775 (Отримання вихідної сполуки та фактичного матеріалу, інтерпретація одержаних даних термічного аналізу).

2. Копилевич В.А., Жиляк И.Д., Войтенко Л.В. Получения и термические превращения гидратированного аммиачного комплекса дифосфата кадмия // Неорган. материалы. – 2005.– Т. 41, № 12. – С. 1488 – 1492 (Отримання вихідної сполуки та фактичного матеріалу, інтерпретування одержаних даних термічного аналізу, рентгенофазового аналізу та ІЧ спектроскопії).

3. Войтенко Л.В., Жиляк И.Д., Копилевич В.А. Гидратированные аммиачные дифосфаты кобальта (II) и никеля (II), выделенные из водных растворов // Журн. прикл. химии. – 2004.– Т. 77. – Вып. 9. – С. 1421 – 1424 (Синтез речовин, інтерпретування одержаних даних рентгенофазового аналізу та ІЧ спектроскопії, обговорення результатів, написання статті).

4. Войтенко Л.В., Жиляк И.Д., Копилевич В.А. Двойные гидратированные аммиачные дифосфаты кобальта (II) – меди (II) и никеля (II) - меди (II) // Журн. прикл. химии. – 2005.– Т. 78. – Вып. 3. – С. 369 – 372 (Отримання комплексних сполук та фактичного матеріалу, інтерпретування одержаних даних рентгенофазового аналізу та ІЧ спектроскопії).

5. Копилевич В.А., Войтенко Л.В., Жиляк И.Д. Гидратированный аммиачный дифосфат цинка, выделенный из водно-аммиачных растворов, и его термические свойства // Журн. прикл. химии. – 2005.– Т. 78. – Вып. 7. – С. 1060 – 1064 (Отримання вихідної сполуки та фактичного матеріалу, інтерпретування одержаних даних термічного аналізу, рентгенофазового аналізу та ІЧ спектроскопії).

6. Копилевич В.А., Жиляк И.Д., Войтенко Л.В. Синтез и термические превращения гидратированного аммиачного дифосфата меди(ІІ)-цинка //Журн. прикл. химии. – 2005.– Т. 78. – Вып. 12. – С. 1950 – 1953 (Отримання вихідної сполуки та фактичного матеріалу, інтерпретування одержаних даних термічного аналізу).

7. Копілевич В.А., Жиляк І.Д., Войтенко Л.В. Тверді гідратовані аміачні дифосфати Ni²⁺, Co²⁺, Cu²⁺, Zn²⁺, Cd²⁺ // Вопросы химии и хим. технологии. – 2004. – № 6. – С. 30 – 33 (Отримання фактичного матеріалу щодо синтезу, інтерпретування одержаних даних рентгенофазового аналізу та ІЧ спектроскопії).

8. Копілевич В.А., Жиляк І.Д., Войтенко Л.В. Термічні перетворення гідратованого аміачного дифосфату кобальту (ІІ) // Вопросы химии и хим. технологии. – 2005. – № 5. – С. 68 – 72 (Отримання вихідної сполуки та фактичного матеріалу, інтерпретування одержаних даних термічного аналізу,РФА та ІЧ спектроскопії).

9. Копілевич В.А., Жиляк І.Д., Войтенко Л.В. Термічні перетворення гідратованого аміачного дифосфату кобальту (ІІ) – міді (ІІ) // Вопросы химии и хим. технологии. – 2005. – № 6. – С. 99 – 102 (Отримання вихідної сполуки та фактичного матеріалу, інтерпретування одержаних даних термічного аналізу).

10. Жиляк І.Д., Копілевич В.А., Войтенко Л.В. До питання синтезу гідратованого аміачного дифосфату цинку Zn₂P₂O₇3NH₃2H₂O // Наукові записки Тернопільського державного педагогічного університету. Серія: Хімія. – 2004. – Вип. 8. – С. 47-51 (Отримання фактичного матеріалу щодо синтезу, інтерпретування одержаних даних рентгенофазового аналізу та ІЧ спектроскопії).

11. Копілевич В.А., Войтенко Л.В., Жиляк І.Д. Подвійні гідратовані аміачні дифосфати купруму(ІІ)-кадмію // Наукові записки Тернопільського державного педагогічного університету. Серія: Хімія. – 2005. – Вип. 9. – С. 34-39 (Інтерпретування одержаних даних рентгенофазового аналізу та ІЧ спектроскопії).

12. Жиляк І.Д., Копілевич В.А., Войтенко Л.В. Гідратовані аміачні дифосфати міді(ІІ)-цинку // Науковий вісник Ужгородського університету. Серія: Хімія. – 2004. – Вип. 11–12. – С. 12-15 (Синтез акваамінодифосфатів, інтерпретування одержаних даних рентгенофазового аналізу та ІЧ спектроскопії).

13. Копілевич В.А., Жиляк І.Д., Войтенко Л.В. Тверді гідратовані аміачні дифосфати Cu²⁺, Zn²⁺, Ni²⁺ // Аграрна освіта і наука. – 2005. – Т. 6. – № 3 – 4. – С. 17–22 (Синтез акваамінодифосфатів, інтерпретування даних РФА та ІЧ спектроскопії).

14. Копілевич В.А., Войтенко Л.В. Жиляк І.Д., Махота В.А. Тверді гідратовані аміачні фосфати Ni²⁺, Co²⁺,Cu²⁺ та Zn²⁺ як перспективні біологічно-активні речовини // Аграрна освіта і наука. – 2005. – Т. 6. – № 5 – 6. – С. 27–32 (Виконання частини експериметальних досліджень).

15. Копилевич В. А., Войтенко Л. В., Жиляк И. Д. Двойные гидратированные аммиачные дифосфаты кобальта(ІІ)-меди(ІІ), никеля(ІІ)-меди(ІІ), меди(ІІ)-цинка, меди(ІІ)-кадмия // Тезисы докладов ХХII Международной Чугаевской конференции по координационной химии. – Кишинев. – 2005. - С. 390 – 391.

16. Жиляк І.Д., Копілевич В.А., Войтенко Л.В. Нові гідратовані аміачні дифосфати двовалентних перехідних металів // Тези доповідей XVI Українська конференція з неорганічної хімії. – Ужгород. – 2004. - C. 68.

17. Жиляк І.Д., Копілевич В.А., Войтенко Л.В. Гідратовані аміачні дифосфати міді (ІІ) – кадмію, нікелю (ІІ) - кадмію // Шоста всеукраїнська конференція студентів та аспірантів “Сучасні проблеми хімії”. – Київ. – 2005. – С. 23.

18. Жиляк І.Д., Копілевич В.А., Войтенко Л.В. Індивідуальні та подвійні гідратовані аміачні дифосфати Co²⁺, Ni²⁺, Cu²⁺, Zn²⁺, Cd²⁺ та їх термічні перетворення // ІІ Міжнародна науково-технічна конференція студентів і аспірантів та молодих вчених “Хімія і сучасні технології”. – Дніпропетровск. – 2005. – С. 43.

19. Жиляк Іван, Копілевич Володимир, Войтенко Лариса. Гідратовані аміачні дифосфати нікелю (ІІ) – міді (ІІ) – цинку та нікелю (ІІ) – міді (ІІ) – кадмію // Десята наукова конференція “Львівські хімічні читання – 2005”. – Львів. – 2005. – С. Н44.

20. Патент на винахід № 62782 України, С01В 25/26. Кристалічний гідратований аміачний дифосфат міді та спосіб його одержання / В. А. Копілевич, І. Д. Жиляк, Л. В. Войтенко (Україна); Заявл. 28.05.2003; Опубл. 15.12.2005. Бюл. № 12 (Вивчення умов одержання, оформлення заявки на патент).

21. Деклараційний патент № 6091 України, С01В 25/26, 25/42. Кристалічний гідратований подвійний аміачний дифосфат міді (ІІ) – кобальту (ІІ) / В. А. Копілевич, І. Д. Жиляк, Л. В. Войтенко (Україна); № - 20040907509; Заявл. 14.09.2004; Опубл. 15.04.2005. Бюл. № 4 (Вивчення умов одержання).

22. Деклараційний патент № 6090 України, С01В 25/26. Твердий гідратований потрійний аміачний пірофосфат міді (ІІ) – цинку – нікелю (ІІ) / В. А. Копілевич, І. Д. Жиляк, Л. В. Войтенко (Україна); № - 20040907508; Заявл. 14.09.2004; Опубл. 15.04.2005. Бюл. № 4 (Синтез та ідентифікація речовин, оформлення заявки на патент).

23. Деклараційний патент № 8384 України, С01В 25/42. Твердий гідратований подвійний аміачний пірофосфат міді (ІІ) – цинку / В. А. Копілевич, І. Д. Жиляк, Л. В. Войтенко (Україна); № - 20040705991; Заявл. 20.07.2004; Опубл. 15.08.2005. Бюл. № 8 (Синтез та ідентифікація речовин, оформлення заявки на патент).

24. Деклараційний патент № 6383 України, С01В 25/26. Кристалічний гідратований аміачний пірофосфат нікелю / В. А. Копілевич, І. Д. Жиляк, Л. В. Войтенко (Україна); Опубл. 16.05.2005. Бюл. № 5 (Вивчення умов одержання, оформлення заявки на патент).

25. Деклараційний патент № 8390 України, С01В 25/42. Твердий гідратований подвійний аміачний пірофосфат нікелю-міді / В.А. Копілевич, І. Д. Жиляк, Л. В. Войтенко (Україна); Опубл. 15.08.2005. Бюл. № 8 (Синтез та ідентифікація речовин, оформлення заявки на патент).

26. Деклараційний патент № 8398 України, С01В 25/42. Твердий гідратований подвійний аміачний пірофосфат міді – кадмію / В. А. Копілевич, І. Д. Жиляк, Л. В. Войтенко (Україна); Опубл. 15.08.2005. Бюл. № 8 (Синтез та ідентифікація речовин, оформлення заявки на патент).