Пирофосфат циркония(IV)

Шаблон:Карточка{{#invoke:check for unknown parameters|check |unknown= |ignoreblank= |preview= |showblankpositional= |CAS|ChEBI|ChemSpiderID|ECB|EINECS|H-фразы|InChI|InChIKey|NFPA 704|P-фразы|PubChem|R-фразы|RTECS|S-фразы|SMILES|nocat|Кодекс Алиментариус|ЛД50|ООН|ПДК|СГС|большие схемы|вещество1|вещество2|вещество3|вещество4|внешний вид|вращение|гибридизация|давление пара|диапазон прозрачности|динамическая вязкость|дипольный момент|заголовок|изображение|изображение слева|изображение справа|изображение2|изоэлектрическая точка|интервал трансформации|картинка|картинка малая|картинка2|картинка3D|картинка 3D|картинка3D2|кинематическая вязкость|конст. диссоц. кислоты|константа В. дер В.|координационная геометрия|коэфф. электр. сопротив.|кристаллическая структура|критическая плотность|критическая темп.|критическая точка|критическое давление|молярная концентрация|молярная масса|наименование|описание изображений слева и справа|описание изображения|описание изображения слева|описание изображения справа|описание изображения2|описание картинки|описание картинки2|описание картинки3D|описание картинки3D2|описание малой картинки|от. диэлектр. прониц.|плотность|поверхностное натяжение|показатель преломления|предел прочности|пределы взрываемости|примеси|проводимость|растворимость|растворимость1|растворимость2|растворимость3|растворимость4|рац. формула|сигнальное слово|скорость звука|сокращения|состояние|твёрдость|темп. воспламенения|темп. вспышки|темп. кипения|темп. кипения пр.|темп. плавления|темп. разложения|темп. самовоспламенения|темп. стеклования|темп. сублимации|температура размягчения|тепловое расширение|теплопроводность|теплоёмкость|теплоёмкость2|токсичность|традиционные названия|тройная точка|угол Брюстера|уд. электр. сопротивление|удельная теплота парообразования|удельная теплота плавления|фазовые переходы|хим. имя|хим. формула|ширина изображения|ширина изображения2|энергия ионизации|энтальпия кипения|энтальпия образования|энтальпия плавления|энтальпия растворения|энтальпия сгорания|энтальпия сублимации|ЕС|удельная теплота парообразования2|удельная теплота плавления2|Номер UN|эмпирическая формула|теплота парообразования|энтальпия раствородия|тепловое расширодие}} Пирофосфат циркония(IV) (цирконий пирофосфорнокислый) — неорганическое соединение, соль пирофосфорной кислоты и металла циркония. Представляет собой белые кристаллы, не растворимые в воде.

Получение

• Прокаливание оксидигидроортофосфата циркония(IV) при температуре 1000 °C:

$\mathrm{Z}\mathrm{r}\mathrm{O}(\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{P}\mathrm{O}{\phantom{A}}_4){\phantom{A}}_2\stackrel{\mathrm{t}}{\to }\mathrm{Z}\mathrm{r}\mathrm{P}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}{\phantom{A}}_7+2\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}$

• Осаждение раствором гидрофосфата натрия в соляной кислоте из раствора оксида-дихлорида циркония. При этом образуется пентагидрат, обезвоживанием которого при 700—1000 °C можно получить безводный пирофосфат:

$\mathrm{Z}\mathrm{r}\mathrm{O}\mathrm{C}\mathrm{l}{\phantom{A}}_2+2\mathrm{N}\mathrm{a}{\phantom{A}}_2\mathrm{H}\mathrm{P}\mathrm{O}{\phantom{A}}_4+2\mathrm{H}\mathrm{C}\mathrm{l}+5\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}⟶\mathrm{Z}\mathrm{r}\mathrm{P}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}{\phantom{A}}_7\cdot 5\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}+4\mathrm{N}\mathrm{a}\mathrm{C}\mathrm{l}+2\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}$

$\mathrm{Z}\mathrm{r}\mathrm{P}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}{\phantom{A}}_7\cdot 5\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}\stackrel{\mathrm{t}}{\to }\mathrm{Z}\mathrm{r}\mathrm{P}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}{\phantom{A}}_7+5\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}$

Физические свойства

Пирофосфат циркония(IV) представляет собой белые кристаллы кубической сингонии, структура типа Zr₂P₂O₇. Параметр решётки a = 0,822 нм. Пространственная группа $Pa3$Шаблон:Sfn.

Не растворим в воде. Растворим в плавиковой, щавелевой, ортофосфорной и концентрированной серной кислотахШаблон:Sfn. Обладает ионообменными свойствами.

Химические свойства

• Пентагидрат при температуре 1500—1600 °C превращается в Zr₂P₂O₉:

$2\mathrm{Z}\mathrm{r}\mathrm{P}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}{\phantom{A}}_7\cdot 5\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}\stackrel{\mathrm{t}}{\to }\mathrm{Z}\mathrm{r}{\phantom{A}}_2\mathrm{P}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}{\phantom{A}}_9+2\mathrm{H}{\phantom{A}}_3\mathrm{P}\mathrm{O}{\phantom{A}}_4+7\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}$

• Реагирует с хлоридами кальция и магния, образуя хлорид циркония(IV), что используется для синтеза данного соединенияШаблон:Sfn:

$\mathrm{Z}\mathrm{r}\mathrm{P}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}{\phantom{A}}_7+2\mathrm{C}\mathrm{a}\mathrm{C}\mathrm{l}{\phantom{A}}_2⟶\mathrm{Z}\mathrm{r}\mathrm{C}\mathrm{l}{\phantom{A}}_4+\mathrm{C}\mathrm{a}{\phantom{A}}_2\mathrm{P}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}{\phantom{A}}_7$

Применение

Является малоинерционным люминофором с излучением в УФ-области спектра. Длительность его послесвечения составляет ~10⁻⁶ с, а свечение затухает по экспоненциальному закону. Пирофосфат циркония(IV) довольно химически стоек и стабилен при действии электронного пучка, что даёт возможность его использования в качестве люминофора на практикеШаблон:Sfn.

За счёт своей малой растворимости в воде используется в качестве сорбента, к примеру, для отделения плутония от урана и других актиноидовШаблон:Sfn.

Используется в одном из наиболее широко применяемых гравиметрических методов определения циркония. Так, при осаждении из кислого раствора ионов циркония фосфатом щелочного металла или аммония выпадает белый фосфат циркония. При температуре 700 °C он частично обезвоживается, а при 1000 °C окончательно превращается в безводный пирофосфат. По массе пирофосфата рассчитывают изначальное количество ионов циркония в раствореШаблон:Sfn.

Также является катализатором некоторых реакций. К примеру, с добавкой триэтилалюминия катализирует полимеризацию окиси этилена в полиоксиэтилен. Применение пирофосфата циркония в катализе также возможно в виде носителя других катализаторов. Например, на него наносится палладий, который используется для каталитического окисления фосфора и воды до ортофосфорной кислотыШаблон:Sfn.

Литература

• Шаблон:Книга
• Шаблон:Книга
• Шаблон:Книга
• Шаблон:Книга
• Шаблон:Книга
• Шаблон:Книга
• Шаблон:Книга
• Шаблон:Книга
• Шаблон:Книга