Уравнения реакций
Al₂(SO₄)₃·14H₂O + 5BaCO₃ + 2NaOH + 2MgSO₄·7H₂O + 6H₂C₂O₄·2H₂O → 2NaMg[Al(C₂O₄)₃]·9H₂O + 5BaSO₄ + 29H₂O + 5CO₂
Cr₂(CO₃)₃ + 2NaOH + 6H₂C₂O₄·2H₂O + 2MgSO₄·7H₂O + 2BaCO₃ → 2NaMg[Cr(C₂O₄)₃]·9H₂O + 15H₂O + 5CO₂ + 2BaSO₄
NaMg[Al(C₂O₄)₃]·9H₂O образует красивые монокристаллы в виде гексагональных призм. Существуют также изоморфные соединения NaMg[Cr(C₂O₄)₃]·9H₂O и NaMg[Co(C₂O₄)₃]·9H₂O. Все три соединения способны образовывать смешанные кристаллы в любых соотношениях.
Комплекс Al(III) бесцветен, комплекс Cr(III) окрашен в фиолетово-синие тона, комплекс Fe(III) — в зеленый, а комплекс Co(III) — в сине-зелёные. Соединения хрома и кобальта проявляют выраженный дихроизм: цвет кристаллов меняется в зависимости от угла наблюдения. Кристаллы, получаемые по данной методике, выглядят с боковой стороны синими, а сверху — фиолетовыми.
NaMg[Al(C₂O₄)₃]·9H₂O впервые был получен Фроссаром в 1956 году при попытке синтезировать соль Mg₃[Cr(C₂O₄)₃]₂. Вместо ожидаемого продукта был выделен NaMg[Cr(C₂O₄)₃]. Первоначально Фроссар предполагал, что соединение является октагидратом, однако более поздние исследования подтвердили состав нонагидрата.
Данное вещество представляет собой синтетический аналог минерала жемчужниковита. Выращивание этих кристаллов популярно в сообществах любителей кристаллохимии (reddit/crystalgrowing и vk/growingcrystals). Получение крупных монокристаллов затруднено, поскольку кристаллы склонны к образованию сростков и легко раскалываются. На воздухе кристаллы устойчивы и не выветриваются.
Методика синтеза
Список реагентов
- Сульфат алюминия-14-гидрат
- Карбонат бария
- Гидроксид натрия
- Дигидрат щавелевой кислоты
- Карбонат хрома(III)
- Сульфат магния-гептагидрат доступен как английская соль
![Памятка по синтезу NaMg[Al(C₂O₄)₃]·9H₂O](https://avatars.dzeninfra.ru/get-zen_doc/271828/pub_6a078694bc6f8902a0730d73_6a0a2c9fd3db651bf9d067f8/scale_1200)
В химический стакан объёмом 5 л, снабжённый магнитной мешалкой и звездообразным якорем, помещают 356,6 г сульфата алюминия-14-гидрата (0,60 моль) и 303,2 г сульфата магния-гептагидрата (1,23 моль), после чего вещества суспендируют в 1800 мл воды. Затем осторожно добавляют 49,2 г гидроксида натрия (1,23 моль).
К слегка мутной суспензии при перемешивании порциями прибавляют 4,3 г карбоната хрома(III) (предварительно синтезированного; 0,02 моль) и 465,3 г дигидрата щавелевой кислоты (3,69 моль). Смесь нагревают до 80 °C; к этому моменту раствор должен стать полностью прозрачным.
Затем при постоянном перемешивании небольшими порциями добавляют 598,0 г карбоната бария (3,03 моль). При каждом добавлении выделяется углекислый газ, и раствор начинает пениться. Для завершения реакции суспензию выдерживают при 80 °C в течение 30 минут. Всё время необходимо поддерживать перемешивание, чтобы предотвратить осаждение сульфата бария.
После нагревания горячую суспензию фильтруют. Рекомендуется использовать вакуумную фильтрацию через круглый фильтр в воронке Бюхнера с колбой Бунзена, поскольку обычные фильтры быстро забиваются, а количество образующегося сульфата бария весьма значительно (до 707,2 г).
Белый фильтровальный осадок промывают небольшим количеством воды, а прозрачный тёмно-фиолетовый раствор оставляют в стакане на несколько дней. По мере испарения растворителя начинают образовываться кристаллы в форме гексагональных призм. Если кристаллизация не начинается, раствор оставляют в покое ещё на несколько недель.
Выращивание монокристалла
Для выращивания крупного монокристалла выбирают хорошо сформированный кристалл со дна стакана, привязывают его к нейлоновой нити и подвешивают в центре раствора. Все остальные кристаллы при этом удаляют.
Подробней о выращивании кристаллов в этой статье
Источник
Oscar E. Piro, Gustavo A. Echeverría, Ana C. González-Baró & Enrique J. Baran (2015): Crystallographic new light on an old complex: NaMg[Cr(oxalato)₃]·9H₂O and structure redetermination of the isomorphous aluminum(III) compound, Journal of Coordination Chemistry.