Взаємодія подвійних молібдатів РЗЕ й купруму(І) із гідроген пероксидом

Abstract

Оскільки сполуки CuR(MoO4)2, R – рзе, мають у складі як d-елементи (Cu+ і Mo6+), так і f-елементи (R3+), це спричиняє міграції електронів з одних незаповнених енергетичних рівнів на інші. Така природа атомів перехідних металів викликає їх активність у різних окисно-відновних і каталітичних процесах. Дані про такі властивості сполук CuR(MoO4)2 не виявлені, тому метою статті є кількісне дослі- дження реакційних властивостей деяких представників сполук CuR(MoO4)2 при R – Се, Sm, Eu, Er, Yb з модельною речовиною – гідроген пероксидом у водному розчині. Гідроген пероксид реагує з багатьма речовинами, проявляє окисно-відновні властивості й зазнає каталітичного впливу різноманітних речо- вин. При його розкладанні одночасно утворюється дві біологічно незамінні речовини – вода й кисень. Тому дослідження CuR(MoO4)2 для розкладання гідроген пероксиду має наукове значення. Спіканням стехіометричних сумішей оксидів купруму(І), рзе та молібдену при 470–490оС в атмосфері гелію одержані відомі сполуки CuR(MoO4)2, R – Се, Sm, Eu, Er, Yb (І). (І) ідентифіковані методами РФА, дери- ватографії та ІЧ-спектроскопії. Порівнянням даних РФА, дериватографії та ІЧ-спектроскопії одержаних сполук CuR(MoO4)2 з відповідними відомими характеристиками доведена їх хімічна індивідуальність. Волюмометричним методом досліджена взаємодія (І) з гідроген пероксидом, що супроводжується утворенням кисню й води. Визначені значення констант швидкості такої взаємодії. Запропонована схема розкладання гідроген пероксиду під впливом (І), згідно з якою розкладання гідроген пероксиду подвійними молібдатами рзе та купруму(І) відбувається щонайменше за рахунок двох процесів: пер- ший – це пряма реакція Cu1+ сполук CuR(MoO4)2, R – Се, Sm, Eu, Er, Yb з гідроген пероксидом. Унаслідок цього утворюється Cu2+MoO4; другий – каталітична дія Cu2+MoO4 на гідроген пероксид, що призво- дить до його розкладання. Отже, розкладання гідроген пероксиду під впливом CuR(MoO4)2 спричинене як реакційним, так і каталітичним процесами. Доведена активність подвійних молібдатів РЗЕ та купруму(І) як каталізаторів у реакції розкла- дання гідроген пероксиду. Одержані результати можуть знайти застосування в промислових і біологічних процесах. Since the compounds CuR(MoO4)2, R – ree, contain both d- elements (Cu+ and Mo6+) and f- elements (R3+), this causes the migration of electrons from some unfilled energy levels to others. This nature of the transition compounds CuR(MoO4)2 were not found, so the purpose of the article is to quantify the reaction properties of some representatives of compounds CuR(MoO4)2 at R – Се, Sm, Eu, Er, Yb, with a model substance – hydrogen peroxide in aqueous solution. The hydroxide peroxide reacts with many substances, exhibits oxide-reducing properties and is catalyzed by various substances. During its decomposition two biologically indispensable substances are simultaneously formed – water and oxygen. Because of this, the study of CuR(MoO4)2 for the decomposition of peroxide hydrogen is of scientific importance. The known compounds CuR(MoO4)2, R – Се, Sm, Eu, Er, Yb (I) were obtained by sintering stoichiometric mixtures of oxides of copper(I), ree and molybdenum at 470-490oC in a helium atmosphere. (I) identified by by X-ray phase analysis (RPA), derivatography and IR spectroscopy. Based on comparison of RPA data, derivatography and IR spectroscopy of the obtained compounds CuR(MoO4)2 with the corresponding known characteristics, proof of their chemical individuality follows. The volumetric method investigated the interaction of double molybdates ree (Ce, Sm, Eu, Er, Yb) and copper(I) with hydrogen peroxide, accompanied by the formation of oxygen and water. The values of the rate constants of such interaction are defined. The scheme of decomposition of hydrogen peroxide under the influence of (I) is offered. From the above scheme, it can be seen that the hydrogenation decomposition of peroxide with double molybdates is cut and copper (I) due to at least two processes. The first is the direct reaction of Cu1+ compounds CuR(MoO4)2, R – Се, Sm, Eu, Er, Yb, with hydrogen peroxide. As a result, Cu2+MoO4 is formed. And the second is the catalytic effect of Cu2+MoO4 on the hydroxide peroxide, which leads to its decomposition. So the hydrogen peroxide decomposition under the influence of CuR(MoO4)2 is caused by both reaction and catalytic processes. The activity of double molybdates of REE and copper(I) as catalysts the hydrogen peroxide decomposition has been proven. The obtained results can be used in industrial and biological processes.