Получение, строение и свойства уранилсиликатов элементов третьей группы периодической системы

• Автор: Гурьева, Татьяна Александровна
• Шифр специальности: 02.00.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Нижний Новгород
• Количество страниц: 117 с.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение.
Глава I. Общие сведения о соединениях урана VI состава МкиАпкп Мк элементы в степени окисления 1, 2, 3 Ап вЮзОН3, СеОзОН3, Р3 АвОД вЬОД УОД ЬОД ТаОД

Литературный обзор.

1.1. Особенности строения и кристаллохимические границы существования соединений ряда МкиАпкпН

1.2. Координационные возможности атомов урана VI в структуре соединений МкШ2АпкпН.

1.3. Роль атомов , ве, Р, Аэ, ЭЬ, V, 6, Та в структуре соединений МкиАпкпН.

1.4. Влияние атомов Мк на структурообразование соединений Мк1Ю2АпкпН2

1.5. Структурообразующая роль и состояние воды в соединениях МкиАпкпН

1.6. Физикохимические свойства соединений состава Мк1Ю2АпкпН

Заключение
Глава И. Описание аппаратуры, реактивов, методов синтеза и исследования
уранилсиликатов элементов третьей группы.
П.1. Выбор и квалификация реактивов
.2. Синтез ураносиликатов элементов третьей группы.
Н.2.1. Синтез методом осаждения из раствора.
.2.2. Синтез методом ионного обмена.
.3. Методы исследования соединений.
П.3.1. Элементный анализ
П.3.2. Рентгенофазовый анализ.
П.3.3. ИКспектроскопия.
П.3.4. Термический анализ
Н.3.5. Реакционная адиабатическая калориметрия.
Н.3.6. Вакуумная адиабатическая калориметрия.
Глава III. Синтез и исследование соединений ряда Мки8ЮзОНк пН Мк У,ЬаЬи,Т1.
Ш.1. Получение уранилсиликатов элементов третьей группы
1.1.1. Кристаллохимические границы существования соединений ряда
Мки8ЮНкпН Мк элементы третьей группы.
Ш.1.2. Условия получения.
Ш.1.3. Химический анализ.
Ш.2. Строение и термические свойства соединений Мки8Юз0НХпН Мк
У, ТаЬи, Т1
Ш.2.1. Рентгенофазовый анализ
Ш.2.2. ИКспектроскопическое исследование
1П.2.2.1. ИКспектроскопическая характеристика гидратированных
уранилсиликатов элементов третьей группы.
Ш.2.2.2. ИКспектроскопическая характеристика безводных
уранилсиликатов элементов третьей группы.
1П.2.3. Термическая устойчивость.
1П.2.4. Высокотемпературная рентгенография.
Ш.З. Химическая термодинамика соединений Мки8Юз0НкпН Мк У, Та
Ьи, Т1, Са.
Ш.3.1. Термохимия уранилсиликатов элементов третьей группы и
уранилсиликата кальция
Ш.3.2, Температурные зависимости теплоемкостей уранилсиликатов
кальция, лантана и лютеция
Ш.3.3. Термодинамические функции реакций синтеза уранилсиликатов элементов третьей группы и уранилсиликата кальция
1П.3.4. Термодинамические функции реакций гидратации дегидратации уранилсиликатов элементов третьей группы и
кальция.
Заключение.
Выводы.
Литература


Изучение температурных зависимостей изобарных теплоемкостей для некоторых представителей группы уранофана. Работа представляет собой комплексное исследование уранилсиликатов элементов третьей группы с общей формулой Мки5Юз0НпН Мк элементы третьей группы. В результате выполнения данной работы разработаны оптимальные методики синтеза, позволившие получить образцы соединений данного ряда с высокой степенью кристалличности. Во всех случаях получены индивидуальные фазы со строго фиксированным гидратным числом, а также безводные соединения. У, Ьа, Се, Рг, 1, Бт, Ей, вс1, ТЬ, Эу, Но, Ег, Тш, УЬ, Ьи, Т1, их промежуточные кристаллогидраты и безводные фазы получены впервые. Все полученные уранилсиликаты указанного ряда описаны с использованием методов рентгенографии и ИКспектроскопии. Изучена термическая устойчивость синтезированных соединений, а также продуктов их дегидратации и термораспада. Установлена роль воды в структуре соединений. Впервые по результатам калориметрических измерений определены стандартные энтальпии образования при Т8. К уранилсиликатов состава
М иОгБЮзОНХпНгО М элементы третьей группы и уранофана Саи8Юз0Н25Н. Методом адиабатической вакуумной калориметрии в интервале 0 К изучены теплоемкости и рассчитаны термодинамические функции уранилсиликатов лантана, лютеция и кальция. Вычислены их стандартные энтропии и функции Гиббса образования. На основании полученных данных рассчитаны и проанализированы стандартные термодинамические функции реакций синтеза и дегидратации с участием исследуемых соединений. Проведенная работа в области синтеза и исследования нового класса сложных неорганических соединений урана является практически значимой и интересной. Уранилсиликаты являются одной из наиболее распространенных минеральных форм нахождения урана в природе. Кроме того, они способны образовываться на различных этапах ядерного энергетического комплекса от переработки урановой руды до иммобилизации радиоактивных отходов. Полученные в ходе выполнения данной диссертационной работы рентгенографические, ИКспектроскопические, термические и термодинамические данные представляют несомненный фундаментальный интерес, поскольку могут быть включены в соответствующие справочники и использованы при рассмотрении и моделировании различных химических процессов с участием изученных соединений. Материалы диссертации докладывались и обсуждались на Международных Молодежь и химия Материалы Международной научной конференции, г. Красноярск, XV Международная конференция по химической термодинамике в России. Москва, ii . Всероссийских конференциях Молодежь и химия Материалы Всероссийской научной конференции. Красноярск, Третья всероссийская конференция молодых учныххимиков. Нижний Новгород, . Отдельные результаты работы докладывались на региональных конференциях молодых ученых Шестая конференция молодых ученыххимиков. Н.Новгород, Седьмая конференция молодых учныххимиков. Нижний Новгород, Восьмая конференция молодых учныххимиков. Нижний Новгород, Девятая Нижегородская сессия молодых ученых. Дзержинск, Десятая Нижегородская сессия молодых ученых. Дзержинск, . По материалам диссертации опубликовано 9 статей и 1 статья находится в печати в центральных академических журналах Журнале неорганической химии, Журнале физической химии, Радиохимии. Диссертационная работа изложена на 7 страницах машинописного текста и состоит из введения, трех глав, выводов, заключения, приложения, списка цитируемой литературы, включающего 1 ссылку на работы отечественных и зарубежных авторов. В работе содержится рисунков и таблиц в основном тексте, а также 7 таблиц в приложении. Экспериментальные работы по синтезу и исследованию веществ были выполнены диссертантом на кафедре химии твердого тела Нижегородского государственного университета им. Н.И. Лобачевского. Часть экспериментов была выполнена на оборудовании кафедры физической химии Нижегородского государственного университета им. Н.И. Лобачевского, а также в Институте химии высокочистых веществ РАН г. Нижний Новгород.