Синтез хромата свинца в магнитном поле

М.В.Кузнецов
Школа N40, 11й класс
Научный руководитель проф. Е.А.Индейкин

Хроматы свинца различной основности, сульфохроматы, смешанные хроматы, сульфаты молибдаты свинца находят широкое применение в качестве защитно-декоративных пигментов для лакокрасочных материалов, для наполнения полимерных композиционных систем, окраски кож, в полиграфической и других областях промышленности. Свойства хроматов свинца зависят не только от их химического состава, а, зачастую, в большей степени от кристаллической модификации.
Обладая полиморфизмом, хромат свинца может кристаллизоваться в трех кристаллических модификациях - ромбической ( лимонного цвета ), моноклинной ( желтого цвета ) и тетрагональной ( красного цвета ). Варьируя условия синтеза, можно направлять процесс кристаллизации в сторону образования той или иной модификации.
Нами проведены исследования влияния магнитного поля на процесс кристаллизации хромата свинца в ходе его синтеза из ацетата свинца с использованием в качестве осадителя хромата калия. Условия синтеза ( рН5, Т= 293 К ) соответствуют условиям формирования хромата свинца моноклинной модификации. Синтез проводился в реакционном сосуде , помещенном между полюсами электромагнита, позволяющего создавать магнитное поле напряженностью до 636,6 кА/м. Для оценки влияния магнитного поля на свойства полученного продукта регистрировались спектры диффузного отражения с использованием спектроколориметра РАДУГА - 2М. Для характеристики колористических свойств образцов, полученных при различных напряженностях магнитного поля, используя спектральные данные, вычислялись координаты цвета X, Y, Z по методу избранных ординат Чебышева, а также координаты цветности, светлота, чистота цвета и цветовой тон в равноконтрастной колористической системе CIEL*a*b*. Для оценки кристаллической модификации электронные спектры диффузного отражения преобразовывались в спектры функции Гуревича-Кубелки- Мунка ( ГКМ ).
В результате проведенных экспериментов установлено, что повышение магнитного поля от 0 до 400 кА/м не влияет на спектральные и колористические свойства полученных продуктов. Дальнейшее повышение напряженности магнитного поля вызывает резкое смещение электронных спектров диффузного отражения в коротковолновую область. Спектры функции ГКМ свидетельствуют о том, что при проведении синтеза в условиях высокой напряженности магнитного поля образующийся хромат свинца кристаллизуется в метастабильной в данных условиях ( температура и рН ) ромбической модификации. Большое значение полного цветового различия, а также значения координат цвета и цветности и положение цвета продукта, полученного при высокой напряженности магнитного поля, на диаграмме цветности CIEL*a*b* свидетельствуют о получении в этих условиях лимонного свинцового крона ромбической модификации. По всей вероятности наличие магнитного поля ориентирует парамагнитные ионы при формировании кристаллической структуры таким образом, что энергетически выгоднее формирование именно метастабильной ромбической модификации. Таким образом, в результате проведенных исследований установлено, что магнитное поле может быть использовано для управления процессом кристаллизации при осаждении хроматов свинца из растворов.
© ярославский областной Центр Дистанционного Обучения школьников, 1998