WWW.KNIGI.KONFLIB.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 
<< HOME
Научная библиотека
CONTACTS

Pages:     || 2 | 3 |

«ГЕОЛОГИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ Кафедра кристаллографии и кристаллохимии Курсовая работа Синтез и рентгенографические исследования фаз, полученных в боросиликатных системах с ...»

-- [ Страница 1 ] --

Московский ордена Ленина, ордена Октябрьской Революции

и ордена Трудового Красного Знамени

Государственный университет имени М.В.Ломоносова

ГЕОЛОГИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ

Кафедра кристаллографии и кристаллохимии

Курсовая работа

Синтез и рентгенографические исследования фаз,

полученных в боросиликатных системах с висмутом и

свинцом.

выполнила студентка 314 группы Ефимова К.О.

Научные руководители доцент, доктор химических наук, профессор Е.Л. Белоконева, ведущий научный сотрудник, доктор геолого-минералогических наук О.В. Димитрова Рецензент кандидат геол-мин. наук старший научный сотрудник Н.А.Ямнова Москва Оглавление:

Стр. Введение.

Стр. Краткие сведения о минералогии соединений бора и кремния, а также свойствах оксидных соединений свинца и висмута.

Стр. Гидротермальный метод синтеза кристаллов.

Стр. Рентгенофазовый анализ минералов.

Стр. Диагностика полученных образцов.

Стр. Описание и структуры наиболее интересных фаз.

Стр. Выводы.

Стр. Список использованной литературы.

Стр. Приложение Введение.

Данная курсовая работа посвящена получению и изучению с помощью ренгенографических исследований фаз, полученных методом гидротермального синтеза в боросиликатных системах.

Гидротермальный метод синтеза минералов позволяет решать две основные задачи:

воспроизведение в лабораторных условиях процессов минералообразования, близких к природным, что дает возможность выявлять закономерности образования минералов, а также получение синтетических аналогов минералов и новых, не известных в природе соединений для их изучения и дальнейшего практического использования.

С помощью гидротермального метода были получены синтетические аналоги многих природных боратов и смоделированы условия их образования. Также были получены и широко изучались новые, не известные ранее соединения бора с актуальными на сегодня свойствами, такими, например, как оптическая нелинейность, что дает перспективы для их дальнейшего изучения и создания новых фаз. Боратные системы с участием свинца длительно и широко изучались на кафедре. Были получены кристаллы, представляющее собой одну из синтетических разновидностей минерала хильгардита, Pb2[B5O9]Br, обладающие второй среди боратов величиной генерации оптической гармоники, по сравнению с первым - кристаллами Bi[B3O6]. Нами было решено расширить боратную систему введением дополнительного компонента - кремнезема, для получения новых фаз и определения закономерностей их появления в зависимости от изменений химического состава системы.

В систему вводились кислородные соединения свинца и висмута, что обусловлено наличием перспективных для технического использования свойств (нелинейнооптических, пироэлектрических, сегнетоэлектрических) у ранее полученных соединений с ними[6]. Гидротермальный синтез проводился в системах с бором и кремнием в присутствии растворителей, необходимых для перевода исходных компонентов системы в растворимое состояние для осуществления гидротермального синтеза. Это позволило ожидать получения боратов, боросиликатов, или силикатов свинца и висмута и выявления закономерностей их появления в зависимости от состава системы, а также минерализаторов, в качестве которых использовались галогениды, карбонаты и йодаты.

Цель работы состояла в освоении метода гидротермального синтеза, проведении ряда экспериментов, получении и дальнейшем изучении кристаллов, а также освоении метода порошковой рентгеновской диагностики для выявления известных и новых фаз с использованием баз данных. Важной задачей было установление закономерностей появления новых и уже известных соединений в зависимости от изменения состава системы.

Краткие сведения о минералогии соединений бора и кремния, а также свойствах оксидных соединений свинца и висмута.

Бор при достаточно низкой концентрации в земной коре (доли процента) образует большое число соединений, широко распространенных в природе. Известно более двухсот видов только природных боратов и большое количество синтетических. Несмотря на то, что бор относится к III группе периодической системы Д.И. Менделеева, он по своим химическим свойствам имеет значительное сходство с кремнием (IV группа), большее, чем с элементами своей группы (Al, Ga и др.), что обусловлено сравнительно малым размером атома и высоким потенциалом ионизации. В соединениях с кислородом бор проявляет ярковыраженные кислотные свойства и образует соответственно кислые соли. При гибридизации атом бор становится трехвалентным, что дает возможность образовывать полианионные радикалы, такие как BO33- BO45- в виде соответственно плоских треугольников (O-B-O = 120) или тетраэдров. Далее полиэдры конденсируются, образуя сложные анионы, связанные через атомы кислорода.

Образующими катионами служат в основном атомы с крупными радиусами, такие как Sr, Mg, Na, Ca и K, а дополнительными анионами - группы (ОН)-, Cl-, F-. Многие бораты содержат молекулы H2O. Бораты чаще всего кристаллизуются в моноклинной и ромбической сингониях. В основе классификации боратов лежит два основных признака:

- строение борокислородной группировки - способ сочетания этих структурных единиц Таким образом среди боратов выделяются моно-, ди-, три-, тетра-, пента-, гекса- и полибораты в зависимости от количества атомов бора в группировке бор-кислород. Также выделяются островные, цепочечные, листовые и каркасные бораты.



Так как борные соединения обладают высокой летучестью, бор встречается во всех газовых и жидких фазах земной коры и его соединения образуются на всех этапах геологических процессов. По условиям образования бораты можно разделить на две основные группы: высокотемпературные, формирующиеся при повышенных давлениях (например, скарновые ассоциации, пегматиты) и низкотемпературные (эвапориты, образующиеся при упаривании в условиях аридного климата термальных вод вулканического происхождения [5]) Боросиликаты, в отличие от собственно боратов, содержат как B-O группы, так и Si-O. Большинство боросиликатов относят к основным солям. Вместо группы OH- часто присутсвуют анионы F- или Cl-. Средних солей намного меньше, к ним можно отнести, например, достаточно широко распространенный данбурит. Боросиликаты образуются при условиях, сходных с условиями образования боратов, но при высокой активности кремнезема. По сравнению с боратами, в боросиликатах возрастает роль Al. В основе кристаллических структур лежат единые кремне-бор-кислородные мотивы (бор замещает кремний, что ведет к изменению структуры из-за разности валентностей), приспосабливающиеся к мотивам из катионных полиэдров [5]. Среди них часто встречаются структурные аналоги силикатов. Такие как ридмержнерит (структурный аналог альбита).

Самыми известными представителями боросиликатов являются датолит и данбурит.

Последние используются в основном в качестве сырья для получения бора и его соединений.

Бораты и боросиликаты свинца и висмута в природе очень редки.

Силикаты – являются одним из самых широких по числу представителей классов минералов и составляют ~90% массы земной коры. Главным структурным элементом для них является кремне-кислородный радикал [SiO4]4-. В зависимости от количества атомов кремния в кремне-кислородной группе силикаты делятся на орто-, диорто- и тд. По структурным мотивам можно выделить островные, цепочечные, ленточные, листовые и каркасные силикаты. В отличие от бора кремний обладает крайне низкой растворимостью в водной среде, которая возрастает при повышении температуры и давления, а также в присутствии щелочных оксидов и карбонатов. Силикаты имеют в основном магматогенное происхождение, в гидротермальных ассоциациях обычно образуются за счет ранее существовавших минералов. В природе известны немногочисленные минералы свинца это барисилит Pb3Si2O7, аламозит PbSiO3 и рад минералов, содержащих свинец из группы меланотекита и барисилита [3]. Из минералов висмута известны эвлитин Bi4[SiO4]3 и содержащих атомы железа бисмутоферрит BiFe2(SiO4)2(OH). Все перечисленные минералы относятся к Zn-Cu-Pb(U) ассоциации силикатов с изолированными тетраэдрическими группировками (или островных силикатов). Происхождение силикатов свинца и висмута в основном контактово-метасоматическое, иногда гидротермальное [3]. Эвлитин, например, встречается в альбитизированных пегматитах. То есть данные минералы чаще образуются при высоких температурах.

В силу специфического электронного строения свинец и висмут обладают высокой электронной поляризуемостью ионов. Это связано с тем, что свинец и висмут имеют соответственно 4 и 5 электронов на внешней орбитали, и при ионизации (валентность для Pb – 2, а для Bi — 3) там возникает неподеленная электронная пара, благодаря чему легко образуются соединения (например, оксидные) с полярными свойствами. У полярных соединений возникают нелинейно-оптические, пироэлектрические и другие свойства, что широко применяется в технике. Таким образом, несмотря на малую распространенность в природных условиях, кислородные соединения свинца и висмута представляют крайне интересный объект для исследования и поиска новых синтетических фаз.

Гидротермальный метод синтеза кристаллов основан на воспроизведении в лабораторных условиях природных процессов. В природных условиях гидротермальный процесс образования минералов характеризуется обязательным наличием воды, насыщенной летучими и подвижными компонентами, и повышенными температурой и давлением, в отличие от осадочного минералообразования. В лабораториях синтез осуществляется в водных растворах с участием минерализаторов при температуре выше ста градусов и повышенном давлении. В результате изменяя состав шихты и TP параметры можно исследовать и моделировать природные процессы минералообразования.

Конечно, природные процессы сложнее моделируемых в лабораториях, и обладают намного более узкими условиями минералообразования. В результате синтетические аналоги природных минералов, во-первых, имеют более упрощенный состав, тогда как природные соединения значительно сложнее из-за изоморфного замещения, а вовторых, могут получаться в более широком диапазоне физико-химических параметров, что обусловлено возможностями используемой аппаратуры [7]. Но все же использование гидротермального метода синтеза позволяет довольно строго судить об обстановке минералообразования и необходимых физико-химических параметрах для получения тех или иных фаз в эксперименте. Также появляется возможность, моделируя некоторые из природных процессов следить за образованием новых фаз и фазовыми переходами в зависимости от изменения концентрации вещества или изменения PT — параметров,а изменяя параметры системы, можно получить помимо синтетических аналогов природных минералов, новые, не известные в природе соединения.

особенности, одна из которых заключается в том, что рост кристаллов происходит за счет ранее растворенных компонентов и благодаря химическим реакциям из них образуются новые вещества. Возможность образования тех или иных кристаллов напрямую зависит от растворимости исходных веществ, которую можно повысить, вводя в систему минерализаторы — вещества которые повышают растворимость исходных компонентов в воде и определяют PH раствора, а также изменяя TP-параметры. Свойства воды во многом определяют процесс гидротермального образования минералов. Дело в том, что с ростом температуры и давления вода и водные растворы приобретают все большую способность к растворению нерастворимых в стандартных условиях веществ (как, например, кремнезем).

Растворенные в воде вещества не только являются минерализаторами, но также обладают способностью повышать критическую температуру воды, что расширяет возможности кристаллизации в гидротермальных условиях, когда растворы не переходят критическое значение, образуя флюиды.



Pages:     || 2 | 3 |
 



Похожие работы:

«Прекурсоры и химические вещества, часто используемые при незаконном изготовлении наркотических средств и психотропных веществ ЗАПРЕТ НА РАСПРОСТРАНЕНИЕ Соблюдать дату снятия запрета на издание: Не подлежит опубликованию или широкому распространению до вторника, 5 марта 2013 года, 11 час. 00 мин. (центральноевропейское время) ОРГАНИЗАЦИЯ ВНИМАНИЕ! ОБЪЕДИНЕННЫХ НАЦИЙ Доклады, опубликованные Международным комитетом по контролю над наркотиками в 2012 году Доклад Международного комитета по контролю...»

«Научная экспертиза проведена в Институте органической химии НАН Украины. Психолого-педагогическая экспертиза проведена в Институте педагогики НАПН Украины. Ярошенко О. Г. Я 77 Химия : Учебн. для 11 кл. общеобразоват. учебн. завед. с рус. яз. обуч. (уровень стандарта). — К. : Грамота, 2011. — 232 с. : ил. 978-966-349-311-4 Учебник соответствует программе для общеобразовательных учеб­ ных заведений (уровень стандарта). Должное внимание уделено рас­ крытию прикладных аспектов использования...»

«ПУТЬ ТРЕНЕРА автобиографические очерки с методическими материалами для практикующего бизнес-тренера На этой планете существует одна великая истина: независимо от того, кем ты являешься и что делаешь, когда ты по-настоящему чего-то желаешь, ты достигнешь этого, ведь такое желание зародилось в душе Вселенной. И это и есть твое предназначение на Земле. У человека одна-единственная обязанность: Следовать своей Судьбе до конца. В ней – все. И помни, что когда ты чего-нибудь хочешь, Вся Вселенная...»

«Утверждаю: Ректор И.А. Носков 2011_ г. Основная образовательная программа высшего профессионального образования Специальность 020201.65 Фундаментальная и прикладная химия Квалификация Специалист Самара 2011 г. Содержание Стр. 1 Общие положения.. 2. Характеристика выпускника специальности 020201.65 Фундаментальная и прикладная химия. 3. Компетенции выпускника ООП специалитета, формируемые в результате освоения данной ООП 4. Документы, определяющие содержание и организацию образовательного...»

«ИНДЕКС УДК 53.087;543.27.-8; 544; 621.37;681.2 ХИМИЧЕСКИЕ СЕНСОРЫ: КЛАССИФИКАЦИЯ, ПРИНЦИПЫ РАБОТЫ, ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ © Егоров А.А., Егоров М.А., Царева Ю.И. yegorov@kapella.gpi.ru Аннотация Представлен краткий обзор химических сенсоров. Дана их классификация, описаны принципы работы некоторых датчиков и области их применения. Особое внимание уделено электрохимическим сенсорам, биосенсорам и оптическим химическим сенсорам. Рассмотрены фундаментальные явления, лежащие в основе действия...»

«АНТОНЮК Людмила Петровна РЕГУЛЯЦИЯ МЕТАБОЛИЗМА БАКТЕРИИ AZOSPIRILLUM BRASILENSE SP245: ОСОБЕННОСТИ АЗОТНОГО ОБМЕНА И ВЛИЯНИЕ ЛЕКТИНА ПШЕНИЦЫ (АГГЛЮТИНИНА ЗАРОДЫШЕЙ ПШЕНИЦЫ) 03.00.04 – биохимия Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора биологических наук Москва 2002 2 Р а б о т а в ы п о л н е н а в л а б о р а т о р ии б ио х им ии И н с т и т ут а б ио х им ии и ф из ио л о гии р а с т е н и й и м ик р о о р га низ м о в Р А Н, г. С а р а т о в Н а уч н ы й к о н с у л ь т а...»

«Том 1. ОТЧЕТ Обследование памятника истории и культуры: Коневский Рождество-Богородичный мужской монастырь Южный корпус по адресу: Ленинградская область, Приозерский район, о. Коневец Книга 1. Научно-технический отчет Книга 2. Обмерные чертежи Шифр ОБ-00161/1 Утверждаю Научный руководитель ПНИПКУ Венчур д.т.н., проф. Н.И.Ватин _2008 г. Ответственный исполнитель А.В.Улыбин Санкт-Петербург 2008 Производственное, научно-исследовательское ® ВЕНЧУР и проектно-конструкторское учреждение Список...»

«Советы бывалых огородников или как повысить плодородие с помощью ЭМ-технологии УЛАН-УДЭ 2010 Советы бывалых огородников или как повысить плодородие с помощью ЭМ-технологии Составитель: к. т. н., исполнительный директор НПО АРГО-ЭМ1, Л. Г. Креккер Научный редактор: ген. директор НПО АРГО-ЭМ1 Е. В. Халтурин СОДЕРЖАНИЕ Введение 1. Советы бывалых огородников 2. Спрашивали – отвечаем 3. Решение проблем огорода без химии ВВЕДЕНИЕ Смесь глины, песка, органических остатков и минералов, даже в нужной...»

«Федеральный закон от 30 марта 1999 г. N 52-ФЗ О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения (с изменениями от 30 декабря 2001 г., 10 января, 30 июня 2003 г., 22 августа 2004 г., 9 мая, 31 декабря 2005 г., 18, 29, 30 декабря 2006 г.) Принят Государственной Думой 12 марта 1999 года Одобрен Советом Федерации 17 марта 1999 года Настоящий Федеральный закон направлен на обеспечение санитарно-эпидемиологического благополучия населения как одного из основных условий реализации конституционных...»

«ОТЧЕТ О НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ РАБОТЕ по теме: ПРОВЕДЕНИЕ ПРОБЛЕМНО-ОРИЕНТИРОВАННЫХ ПОИСКОВЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ В ОБЛАСТИ ТЕХНОЛОГИЙ КОМПЛЕКСНОЙ БЕЗОТХОДНОЙ ТЕРМОХИМИЧЕСКОЙ ПЕРЕРАБОТКИ ТОРФА С ПОЛУЧЕНИЕМ ВЫСОКОКАЛОРИЙНОГО ЭКОЛОГИЧЕСКИ ЧИСТОГО ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ТОПЛИВА, КОКСА И АКТИВИРОВАННЫХ УГЛЕЙ. Шифр 2011-1.6-516-045-020 Государственный контракт № 16.516.11.6130 от 20 сентября 2011 г. Этап 4: Обобщение и оценка результатов исследований (заключительный) Руководитель работы В.М. Зайченко...»






 
© 2013 www.knigi.konflib.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.