Анотація до роботи:

Вітер В.М. Синтез та властивості твердих розчинів заміщення на основі гідратованих фосфатів двовалентних 3-d металів та Mg. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата хімічних наук за спеціальністю 02.00.01– неорганічна хімія. – Київський національний університет імені Тараса Шевченка, Київ, 2005.

Дисертація присвячена синтезу та дослiдженню нових твердих розчинiв замiщення на основi гiдратованих фосфатiв двовалентних 3-d металiв та Mg. Одержано твердi розчини на основi: CuHPO₄H₂O, Cu₃(PO₄)₂H₂O, Cu₂(OH)PO₄xH₂O, Zn₃(PO₄)₂4H₂O, –Zn₃(PO₄)₂, MgHPO₄3H₂O, MnHPO₄3H₂O. Показано утворення твердих розчинiв з надструктурою вiдносно CuHPO₄H₂O та Cu₃(PO₄)₂H₂O. Вперше синтезовано Ni(H₂PO₄)₂2H₂O та безперервні тверді розчини: M_1-XNi_X(H₂PO₄)₂2H₂O (0X1,00), де M – Co, Zn, Mn, Mg. Встановлена ізоструктурність Ni(H₂PO₄)2H₂O з аналогічними дигідрофосфатами Co, Zn, Mg, Mn, Fe та Cd. Показано, що гідратовані фосфати Co та Ni різного ступеня протонізації утворюють між собою безперервні тверді розчини. Для синтезованих твердих розчинiв встановленi областi гомогенностi, областi утворення, визначенi параметри елементарної комiрки, дослiджено IЧ-спектри, вивчено термолiз. Встановленi залежностi величин областей гомогенностi твердих розчинiв вiд природи iзоморфних iонiв та фосфатiв-матриць.

1. Вперше проведено синтез та систематичні дослідження нових твердих розчинів заміщення (за катіонним та аніонним типом) на основі гідратованих фосфатів міді: Cu_1-XCo_XHPO₄H₂O (0X0,20), Cu_1-XNi_XHPO₄H₂O (0X0,14),

Cu_1-YZn_YHPO₄H₂O (0Y0,08), Cu_1-YCo_YHPO₄H₂O (0,41Y0,52),
Cu_1-ZNi_ZHPO₄H₂O (0,39Z0,44), (Cu_1-XCo_X)₃(PO₄)₂H₂O (0X0,20),
(Cu_1-XNi_X)₃(PO₄)₂H₂O (0X0,12), (Cu_1-XZn_X)₃(PO₄)₂H₂O (0X0,19),
(Cu_1-YCo_Y)₃(PO₄)₂H₂O (0,55Y0,65), (Cu_1-YZn_Y)₂(OH)PO₄xH₂O (0Y0,26;
x=0,1–0,2), (Cu_1-YСо_Y)₂(OH)PO₄xH₂O (0Y0,10; x=0,1–0,2),
(Cu_1-YNi_Y)₂(OH)PO₄xH₂O (0Y0,08; x=0,1–0,2).

2. Відмічено, що при заміщенні Cu(II) на Со(ІІ) чи Ni(II) в фосфатах CuHPO₄H₂O та Cu₃(PO₄)₂H₂O відбувається утворення як твердих розчинів, які ізоструктурні даним фосфатам, так і твердих розчинів з надструктурою відносно фосфату-матриці: Cu_1-YCo_YHPO₄H₂O (0,41Y0,52), Cu_1-ZNi_ZHPO₄H₂O (0,39Z0,44), (Cu_1-YCo_Y)₃(PO₄)₂H₂O (0,55Y0,65).

3. Встановлено закономірності заміщення Cu на Co, Ni, Zn, Mg та Mn для структур CuHPO₄H₂O, Cu₃(PO₄)₂H₂O і Cu₂(OH)PO₄xH₂O (x=0,1–0,2) залежно від природи катіону та фосфатної матриці.

4. Вперше синтезовано Ni(H₂PO₄)₂2H₂O та його безперервні тверді розчини з рядом однотипних дигідрофосфатів: M_1-XNi_X(H₂PO₄)₂2H₂O (0X1,00), де M – Co, Zn, Mn, Mg. Встановлена ізоструктурність Ni(H₂PO₄)2H₂O з аналогічними дигідрофосфатами Co, Zn, Mg, Mn, Fe та Cd.

5. Досліджено заміщення Zn на Fe, Ni та аніону фосфату на арсенат для ромбічної модифікації Zn₃(PO₄)₂4H₂O. Синтезовані нові тверді розчини:
(Zn_1-XNi_X)₃(PO₄)₂4H₂O (0X0,27), (Zn_1-XFe_X)₃(PO₄)₂4H₂O (0X0,08),
Zn₃(P_1-XAs_XO₄)₂4H₂O (0X0,29). Проведено узагальнення одержаних результатів.

6. Одержано та досліджено новий твердий розчин заміщення на основі безводного фосфату цинку: –Zn₃(P_1-XAs_XO₄)₂ (0X0,29). Для твердих розчинів Zn₃(P_1-XAs_XO₄)₂4H₂O (0X0,29) та –Zn₃(P_1-XAs_XO₄)₂ (0X0,29) встановлені лінійні залежності параметрів та об`єму елементарної комірки від ступеня заміщення аніону фосфату на арсенат.

7. Встановлено, що гідратовані фосфати Co та Ni з різним ступенем протонізації аніону утворюють безперервні тверді розчини: Со_1-XNi_X(H₂PO₄)₂2H₂O (0X1,00), Со_1-XNi_XНРО₄1,5Н₂О (0X1,00), (Со_1-XNi_X)₃(РО₄)₂8Н₂О (0X1,00). Для (Со_1-XNi_X)₃(РО₄)₂8Н₂О (0X1,00) відмічена лінійна залежність параметрів та об`єму елементарної комірки від ступеня заміщення Co на Ni.

8. Синтезовано нові тверді розчини на основі тригідратів гідрофосфатів магнію та мангану: Mg_1-XNi_XHPO₄3H₂O (0X0,08), Mn_1-XNi_XHPO₄3H₂O (0X0,13).

9. Для синтезованих твердих розчинів визначено області гомогенності, встановлені умови утворення, визначені параметри елементарної комірки та досліджено інфрачервоні спектри.

10. Досліджено термоліз синтезованих твердих розчинів заміщення. Вперше вивчено термоліз ряду фосфатів, які містять один катіон: Cu₃(PO₄)₂H₂O, NiHPO₄1,5H₂O та CoHPO₄H₂O.

11. Показана можливість практичного використання ряду синтезованих фосфатів та твердих розчинів на їх основі як пігментів.

Публікації за темою дисертації:

1. В.М. Вітер Вивчення продуктів взаємодії гідроксокарбонатів кобальту та нікелю з фосфорною кислотою. // Укр. хім. журн. – 2002 – т. 68, № 2 – С. 91-94.

2. В.Н. Витер., Л.Н. Щегров Синтез и исследование двойных гидрофосфатов меди и кобальта. // Укр. хім. журн. – 2002 – т. 68, № 4 – С. 74-78.

3. П.Г. Нагорний, В.М. Вітер Синтез та дослідження подвійних гідрофосфатів
Cu_1-XM_XHPO₄H₂O, де M – Ni, Zn. // Укр. хім. журн. – 2002– т. 68, № 5 – С. 13-16.

4. М.С. Слободяник, В.М. Вітер, П.Г. Нагорний Синтез твердого розчину
(Cu_1-YZn_Y)₂(OH)PO₄xH₂O (0Y0,26; x=0,1-0,2). // Доповіді НАН України – 2002 – № 6 – С. 160-162.

5. П.Г. Нагорний, В.М. Вітер Синтез твердих розчинів заміщення між фосфатами кобальту та нікелю різного ступеня протонізації. // Укр. хім. журн. – 2003– т. 69, № 4 – С. 95-98.

6. П.Г. Нагорний, В.М. Вітер, М.С. Слободяник Синтез твердих розчинів заміщення на основі MgHPO₄3H₂O, MnHPO₄3H₂O та Zn₃(PO₄)₂4H₂O. // Доповіді НАН України – 2003 – № 7– С. 142-146.

7. В.М. Вітер, П.Г. Нагорний Синтез твердого розчину заміщення
(Cu_1-YCo_Y)₂(OH)PO₄xH₂O, де 0Y0,10; x=0,1-0,2. // Вісник Київського національного університету. Хімія – 2003 – вип. 39 – С. 33-35.

8. П.Г. Нагорний, В.М. Вітер Синтез твердих розчинів заміщення
(Cu_1-YM_Y)₂(OH)PO₄xH₂O (x=0,1–0,2), де M – Co; Ni; Zn. // Укр. хім. журн. – 2004. – т. 70, № 4 – С. 76-81.

9. М.С. Слободяник, В.М. Вітер, П.Г. Нагорний Синтез безперервних твердих розчинів заміщення М_1-XNi_X(H₂PO₄)₂2H₂O (М – Zn, Mg, Мn), де 0X1,00. // Доповіді НАН України – 2004. – № 5. – С. 155-160.

10. В.Н. Витер, П.Г. Нагорный, А.В. Зубко Синтез и исследование твердых растворов замещения Zn₃(P_1-ХAs_XO₄)₂4H₂O и -Zn₃(P_1-ХAs_XO₄)₂ (0Х0,29). // Журн. неорган. химии – 2004. – т. 49, № 10. – С. 1589-1593.

11. П.Г. Нагорний, В.М. Вітер Синтез подвійних гідрофосфатів
Cu_1-XM_XHPO₄H₂O (M – Со, Ni, Zn). // XV Українська конференція з неорганічної хімії. Тези доповідей. – К. 2001. – С. 190.

12. П.Г. Нагорний, В.М. Вітер Синтез подвійних дигідрофосфатів
M_1-XNi_X(H₂PO₄)₂2H₂O, де M= Co, Zn, Mn. // XV Українська конференція з неорганічної хімії. Тези доповідей. – К. 2001. – С. 196.

13. В.Н. Витер, А.В. Зубко Синтез непрерывных твердых растворов между гидратированными фосфатами кобальта и никеля. // Материалы Международной конференции студентов и аспирантов по фундаментальным наукам “Ломоносов-2003”. – М. 2003. – С. 231.

14. П.Г. Нагорний, В.М. Вітер, О.В. Зубко Синтез твердих розчинів заміщення (Cu_1-YМ_Y)₂(OH)PO₄xH₂O (x=0,1-0,2) та Cu_1-YM_YHPO₄H₂O, де M= Со, Ni, Zn. // Дев’ята наукова конференція “Львівські хімічні читання – 2003”. Збірник наукових праць. – Львів. 2003. – С. Н26.

15. П.Г. Нагорний, В.М. Вітер Синтез твердих розчинів заміщення
Mg_1-XNi_XHPO₄3H₂O, 0X0,08 та Mn_1-XNi_XHPO₄3H₂O, 0X0,13. // Четверта Всеукраїнська наукова конференція студентів та аспірантів “Сучасні проблеми хімії” Збірка тез доповідей. – К. 2003. – C. 78.

16. В.Н. Витер, П.Г. Нагорный, А.В. Зубко Синтез твердых растворов замещения Zn₃(P_1-ХAs_XO₄)₂4H₂O (0X0,29) и -Zn₃(P_1-ХAs_XO₄)₂ (0Х0,29). // XVII Менделеевский съезд по обшей и прикладной химии. Тезисы докладов. – Казань. 2003. – С. 191.

17. В.М. Вітер, П.Г. Нагорний Синтез твердих розчинів заміщення на основі Cu₃(PO₄)₂H₂O. // XVI Українська конференція з неорганічної хімії. Тези доповідей. – Ужгород. 2004. – С. 162-163.

18. В.М. Вітер, П.Г. Нагорний Тверді розчини заміщення на основі ромбічної модифікації Zn₃(PO₄)₂4H₂O. // XVI Українська конференція з неорганічної хімії. Тези доповідей. – Ужгород. 2004. – С. 163.

19. Деклараційний патент України № 56492 А, МПК⁷ С01В25/00. Тверді розчини заміщення між фосфатами двовалентних металів як пігменти. / П.Г. Нагорний, В.М. Вітер. Опубліковано 15.05.2003. Бюл. № 6.

20. Деклараційний патент України № 67078 А, МПК⁷ С01В25/26, С01В25/45. Середні фосфати міді та продукти їх термообробки як нові пігменти. / В.М. Вітер, П.Г. Нагорний, О.В. Зубко. Опубліковано 15.06.2004. Бюл. № 6.