Нипрук Оксана Валентиновна

1. Разработана новая концепция исследования сложных неорганических соединений урана (VI) в водных растворах, которая основана на комплексном экспериментальном и теоретическом анализе всех равновесий, устанавливающихся в гетерогенных водно-солевых системах. Это позволило получить исчерпывающую информацию о состоянии уранофосфатов, ураноарсенатов, уранованадатов, ураносиликатов, ураногерманатов, ураноборатов, полиуранатов в водных растворах и установить закономерности структурной и химической совместимости урана (VI) с различными элементами Периодической системы.
2. Показано, что уран (VI) образует химически устойчивые кристаллические кислородсодержащие соединения с элементами I-VIII групп Периодической системы в широком интервале степеней окисления, координационных возможностей, размерных параметров и других характеристик структурообразующих атомов. Существование представительных рядов оксидно-солевых соединений свидетельствует о кристаллографической и химической совместимости урана (VI) практически со всеми элементами Периодической системы.
3. Разработаны новые и оптимизированы существующие методики синтеза большого массива оксидно-солевых соединений урана (VI) состава xA^kO_k/2yB^mO_m/2zUO₃-nH₂O, где A^k - различные элементы в степени окисления +1, +2, +3; B^m - элементы III, IV V групп Периодической системы. Получены индивидуальные кристаллические фазы уранофосфатов, ураноарсенатов, уранованадатов, ураносиликатов, ураногерманатов, ураноборатов, полиуранатов щелочных, щелочноземельных, d-переходных и редкоземельных элементов, включающие более 200 соединений.
4. Методами рентгенографии, ИК спектроскопии, термического, химического и рентгенофлуоресцентного анализа исследован состав и строение полученных соединений. Установлено, что наиболее многочисленными являются кристаллические фазы урана (VI), в которых соотношение U : B^m = 1 : 1. Все соединения A^k(PUO₆)_k-nH₂O, A^k(AsUO₆)_k-nH₂O, A^k(VUO₆)_k-nH₂O, A^k(HSiUO₆)_k-nH₂O, A^k(HGeUO₆)_k-nH₂O, A^k(BUO₅)_k являются формульными, кристаллографическими и функциональными аналогами. Они имеют слоистое строение, основу структуры которых составляют двумерные слои, образованные полиэдрами урана и элемента B^m. Отрицательно заряженные слои объединены в трехмерную структуру посредством катионных форм атомов A^k и молекул воды. Форма полиэдров основных структурообразующих элементов и порядок их связывания определяется природой атомов A^k и B^m.
5. Установлено, что аналогичная урановая основа всех исследуемых соединений xA^kO_k/2-yB^mO_m/2-zUO₃-nH₂O обусловливает общие закономерности изменения их химической устойчивости в зависимости от различных свойств гетерогенных водно-солевых систем. В целом состояние большого числа соединений урана (VI) с элементами I-VIII групп Периодической системы в водных растворах определяется природой элемента B^m и в значительной степени зависит от свойств атома A^k.
6. Наиболее существенное влияние на состояние уранофосфатов, ураноарсенатов, уранованадатов, ураносиликатов, ураногерманатов и ураноборатов различных элементов в гетерогенных водно-солевых системах оказывает кислотность среды. Величина рН насыщенного раствора определяет кислотно-основные интервалы существования кристаллических соединений урана (VI), природу вторичных донных фаз, растворимость исследуемых соединений и продуктов их конверсии, концентрацию и ионно-молекулярные формы существования урана и других структурообразующих элементов в водных растворах.
7. Показано, что кристаллическая структура уранованадатов наиболее устойчива к действию водных растворов и соединения этого ряда сохраняют свою индивидуальность в интервале рН от 0 - 2 до 11 - 14. Уранобораты химически неустойчивы и их структура разрушается в водных растворах независимо от кислотности среды. Соединения A^k(HB^IVUO₆)_k-nH₂O (B^IV - Si, Ge) и A^k(B^VUO₆)_k-nH₂O (B^V - P, As) устойчивы в достаточно широком кислотно-основном интервале, охватывающем от 6 до 10 единиц рН. Структура уранофосфатов и ураноарсенатов сохраняется при рН от 1 - 3 до 8 - 12. Этот интервал для ураносиликатов и ураногерманатов смещен в область больших значений рН на 2 - 3 единицы. В ряду соединений A^k(B^VUO₆)_k-nH₂O (B^V - P, As) и A^k(HB^IVUO₆)_k-nH₂O (B^IV - Si, Ge) наблюдается тенденция уменьшения области устойчивости кристаллической структуры с увеличением размера B^m. Интервалы устойчивости соединений d-переходных и редкоземельных элементов на 2 - 4 единицы рН меньше, чем аналогичных производных щелочных и щелочноземельных элементов.
8. За пределами установленных интервалов существования уранофосфаты, ураноарсенаты, уранованадаты, ураносиликаты, ураногерманаты и уранобораты разрушаются с образованием соединений иного состава и строения, природа которых зависит от вида структурообразующих элементов и рН водного раствора. Среди таких соединений обнаружены уранофосфорная и ураномышьяковая кислоты HB^VUO₆-4H₂O, фосфат, арсенат и ванадат уранила (UO₂)₃(B^VO₄)₂-nH₂O, оксиды кремния, германия и ванадия, гидратированные оксиды урана UO₃-nH₂O, уранаты различного состава A^k_xU_zO₍₀.5kx+0.5z)-nH₂O. Исследован состав и строение продуктов конверсии.
9. Установлено, что в структуре урановых соединений вторичного происхождения, также как и исследуемых соединений урана (VI), сохраняется слоистый мотив, что и обеспечивает их последовательную обратимую конверсию друг в друга в зависимости от кислотности среды и состава водного раствора. Возможность образования этих соединений в качестве вторичных донных фаз в исследуемых гетерогенных системах обусловлена их меньшей растворимостью в определенных кислотно-основных интервалах по сравнению с уранофосфатами, ураноарсенатами, уранованадатами, ураносиликатами, ураногерманатами и ураноборатами.
10. Зависимость растворимости соединений урана (VI) от рН имеет вид кривой с минимумом, который наблюдается при рН 6 - 8 для A^k(B^VUO₆)_k-nH₂O (B^V - P, As, V) и смещен в щелочную область к рН 9 - 10 для A^k(HB^IVUO₆)_k-nH₂O (B^IV - Si, Ge). В указанном интервале кислотности растворимость большинства исследуемых соединений фосфора (V), мышьяка (V), кремния (IV) и германия (IV) находится на уровне концентраций (10"⁷ - 10"⁵) моль/л. Наблюдается четкая тенденция увеличения растворимости при переходе от уранофосфатов к ураноарсенатам и от ураносиликатов к ураногерманатам. Минимальная растворимость уранованадатов несколько ниже и варьирует в зависимости от природы межслоевого атома в интервале моль/л. В каждом из исследуемых рядов наблюдается уменьшение растворимости соединений с увеличением степени окисления межслоевого атома в следующем направлении A⁺ > A²⁺ > A³⁺. В кислых и щелочных средах растворимость исследуемых соединений урана увеличивается до моль/л и выше.
11. В диссертационной работе предложено физико-химическое описание гетерогенных систем, которое наряду с реакцией растворения учитывает весь комплекс гомогенных равновесий с участием различных ионно-молекулярных форм урана (VI), фосфора (V), мышьяка (V), ванадия (V), кремния (IV), германия (IV), бора (III), щелочных, щелочноземельных, d-переходных и редкоземельных элементов. Предложенное описание позволило использовать полученные экспериментальные данные о состоянии оксидно-солевых соединений урана в водных растворах для расчета произведений растворимости и других термодинамических констант, характеризующих свойства труднорастворимых соединений. На основании проведенных исследований рассчитаны константы равновесия гетерогенных реакций растворения около200 соединений урана (VI). 12. На основе расчетных констант с использованием предложенного в данной работе физико-химического описания было проведено моделирование состояния исследуемых соединений в водных растворах в широком интервале кислотности среды. Полученные диаграммы состояния водных растворов и твердых фаз, кривые растворимости и термодинамические расчеты хорошо согласуются с экспериментальными данными и подтверждают изложенные закономерности процессов конверсии и растворения сложных оксидно-солевых соединений урана (VI) с элементами I - VIII групп Периодической системы.

2.Черноруков, Н.Г. Исследование растворимости уранованадатов ряда AIVUO6-nH2O (AI - H, Na, K, Rb, Cs, Tl) / Н.Г. Черноруков, Е.В. Сулейманов, О.В. Нипрук // Ж. общ. химии. - 2001. - Т. 71. - Вып. 7. - С. 1064.

3.Черноруков, Н.Г. Растворимость уранованадатов ряда AII(VUO6)2-nH2O (AII -Mg, Ca, Sr, Ba, Co, Ni, Cu, Pb) в водных растворах / Н.Г. Черноруков, Е.В. Сулейманов, О.В. Нипрук, Г.М. Лизунова // Радиохимия. - 2001. - Т. 43. -№ 2.-С. 119.

4.Черноруков, Н.Г. Исследование гетерогенных равновесий в системе «урано-ванадат Ak(VUO6)k-nН2О - водный раствор» (Ak - H, Na, K, Rb, Cs, Tl, Mg, Ca, Sr, Ba, Co, Ni, Cu, Pb) / Н.Г. Черноруков, Е.В. Сулейманов, О.В. Нипрук, Е.Ю. Пегеева // Радиохимия. - 2003. - Т. 45. - № 1. - С. 19.

5.Черноруков, Н.Г. Исследование гетерогенных равновесий в системе «урано-фосфат AIРUO6-nН2О - водный раствор» (AI - H, Li, Na, K, Rb, Cs) / Н.Г. Черноруков, Е.В. Сулейманов, О.В. Нипрук // Радиохимия. - 2003. -Т. 45.-№ 2.-С. 108.

6.Черноруков, Н.Г. Растворимость и термодинамические свойства уранобора-тов щелочных элементов / Н.Г. Черноруков, О.В. Нипрук, А.В. Князев, В.О. Хомякова // Радиохимия. - 2003. - Т. 45. - № 3. - С. 250.

7.Черноруков, Н.Г. Исследование гетерогенных равновесий в системе «урано-силикат MHSiU06-nH20 - водный раствор» (М - Li, Na, К) / Н.Г. Черноруков, ОБ. Нипрук, А.В. Князев, Е.Ю. Пегеева // Радиохимия. - 2004. - Т. 46. -№1.-С. 26.

8.Черноруков, Н.Г. Состояние труднорастворимых ураносиликатов состава в насыщенных водных растворах (М1 - Li+, Na+, K+, Rb+, Cs+, Mi/) / Н.Г. Черноруков, ОБ. Нипрук, А.В. Князев, Е.Ю. Пегеева // Радиохимия. - 2004. - Т. 46. - № 5. - С. 418.

9.Черноруков, Н.Г. Синтез и исследование соединения состава La(HSiUO6)3-10H2O / Н.Г. Черноруков, А.В. Князев, ИБ. Сергачева, ОБ. Нипрук, Т.А. Гурьева // Ж. неорг. химии. - 2004. - Т. 49. - № 11. -С. 1765.

10.Черноруков, Н.Г. Исследование гетерогенных равновесий в системе «урано-борат Mm(BU05)m-nH20 - водный раствор» (Мт - щелочные и щелочноземельные элементы) / Н.Г. Черноруков, ОБ. Нипрук, А.В. Князев, В.О. Хомякова // Ж. общ. химии. - 2005. - Т. 75. - № 1. - с. 46.

11.Черноруков, Н.Г. Исследование гетерогенных равновесий в насыщенных водных растворах ураносиликатов группы уранофана-казолита / Н.Г. Черноруков, ОБ. Нипрук, А.В. Князев, Е.Ю. Страхова // Радиохимия. - 2005. Т. 47. - № 4. - С. 328.

12.Черноруков, Н.Г. Исследование гетерогенных равновесий в системе «урано-борат Mn(BU05)2-nH20 - водный раствор» (МП - 3d- элементы) / Н.Г. Черноруков, А.В. Князев, В.О. Хомякова, ОБ. Нипрук // Радиохимия. - 2006. - Т. 48. -№ 1.-С. 17.

13.Сулейманов, ЕБ. Физическая химия уранофосфата и ураноарсената бария / ЕБ. Сулейманов, Н.Г. Черноруков, ВБ. Веридусова, ОБ. Нипрук // Радиохимия. - 2006. - Т. 48. - № 2. - С. 141.

14.Черноруков, Н.Г. Растворимость ураноарсенатов состава MAsU06-nH20 в воде и водных растворах (М - Н+, Li+, Na+, K+, Rb+, Cs+, NH4+) / Н.Г. Черноруков, ЕБ. Сулейманов, ОБ. Нипрук, ВБ. Веридусова // Радиохимия. - 2006. - Т. 48. - № 2. - С. 146.

15.Chernorukov, N.G. Physico-chemical stady of heterogeneous equilibria in solt-aqueous systems of inorganic compounds of uranium (VI) / N.G. Chernorukov, O.V. Nipruk // Czechoslovak Journal of Physics. - 2006. - V. 56. P. 62.

16.Черноруков, Н.Г. Получение и исследование ураносиликатов группы уранофана-казолита / Н.Г. Черноруков, А.В. Князев, ОБ. Нипрук // Радиохимия. - 2007. - Т. 49. - № 4. - С. 300.

17. Князев, А.В. Получение и исследование ураноборатов состава Mk(BU05)k-nH20 (Mk - щелочные, щелочноземельные и Зd-пepexoдныe эле менты) / А.В. Князев, ОБ. Нипрук, Г.Н. Черноруков // Ж. неорг. химии. - 2008. - Т. 53. - № 8. - С. 1257.

18. Черноруков, Н.Г. Исследование гетерогенных равновесий в системах «Mn(AsU06)2-nH20 - водный раствор» (Мп - Mg2+, Ca2+, Sr2*, Ba2+) / Н.Г. Черноруков, О.В. Нипрук, Е.В. Сулейманов, Ю.П. Пыхова // Радиохимия. - 2009. - Т. 51. - № 5. - С. 388.

19.Черноруков, Н.Г. Синтез и исследование фосфатов уранила состава (U02)3(P04)2-nH20 / Н.Г. Черноруков, О.В. Нипрук, А.В. Князев, Ю.П. Пыхова // Радиохимия. - 2010. - Т. 52. - № 2. - С. 116.

20.Черноруков, Н.Г. О роли межслоевых атомов и молекулярной воды в формировании кристаллической структуры солей ураномышьяковой кислоты HAsU06-4H20 / Н.Г. Черноруков, О.В. Нипрук, Ю.П. Пыхова // Ж. неорг. химии. - 2010. - Т. 55. - № 2. - С. 225.

21.Нипрук, О.В. Синтез и исследование гидратированных оксидов урана (VI) состава U03-nH20 / О.В. Нипрук, А.В. Князев, Г.Н. Черноруков, Ю.П. Пыхова // Радиохимия. - 2011. - Т. 53. - № 2. - С. 128.

22.Черноруков, Н.Г. Синтез и исследование арсената уранила состава (U02)3(As04)2-12H20 / Н.Г. Черноруков, О.В. Нипрук, А.В. Князев, Ю.П. Пыхова // Ж. неорг. химии. - 2011. - Т. 56. - № 2. - С. 199.

23.Черноруков, Н.Г. Исследование состояния уранофосфатов состава NfrUCViiIbO (М1 - Н+, Li+, Na+, K+, Rb+, Cs+, Mi/) в насыщенных водных растворах / Н.Г. Черноруков, О.В. Нипрук, Ю.П. Пыхова, Н.С. Годованова // Радиохимия. - 2011. - Т. 53. - № 4. - С. 307.

24.Нипрук, О.В. Исследование гетерогенных равновесий в водных растворах уранофосфатов состава M^PUO^nH.O (k11 - Mg2+, Ca2+, Si* Ва2+) / О.В. Нипрук, Ю.П. Пыхова, Г.Н. Черноруков, Р.В. Абражеев, Н.С. Годованова // Радиохимия. - 2011. - Т. 53. - № 5. - С. 403.

25.Нипрук, О.В. Исследование состояния фосфатов и арсенатов уранила в водных растворах / О.В. Нипрук, Н.Г. Черноруков, Ю.П. Пыхова, Н.С. Годованова, А.А. Еремина // Радиохимия. - 2011. - Т. 53. - № 5. - С. 410.

26.Нипрук, О.В. Исследование состояния уранофосфатов состава Mn(PU06)2-nH20 (Мп - Mn2+, Co2+, Ni2+, Cu2+, Zn2+, Cd2+, Pb2+) в водных растворах / О.В. Нипрук, Н.Г. Черноруков, Н.С. Годованова, М.И. Арова // Радиохимия. - 2012. - Т. 54. - № 6. - С. 514.

27.Абражеев, Р.В. Рентгенофлуоресцентное определение германия, мышьяка и урана в водных растворах и порошкообразных смесях оксидов / Р.В. Абражеев, О.В. Нипрук, Н.С. Годованова // Вода. Химия и экология. - 2012. -№ 7. - С. 76.

28.Черноруков, Н.Г. Исследование состояния ураноарсенатов состава Mn(AsU06)2-nH20 (Мп - Мп2+, Co2+, Ni2+, Cu2+, Zn2+, Cd2+, Pb2+) в водных растворах / Н.Г. Черноруков, О.В. Нипрук, Ю.П. Пыхова, Н.С. Годованова // Ж. общ. химии.- 2012. - Т. 82. - № 8. - С. 1263.

29.Нипрук, О.В. Исследование состояния ураносиликатов состава Min(HSiUO6)3-10H2O (Мш = La-Lu, Y) в водных растворах / О.В. Нипрук, Н.Г. Черноруков, Н.С. Годованова, Е.Л. Кострова // Радиохимия. - 2013. -Т. 55.-№ 1.-с. 33.

30.Черноруков, Н.Г. Синтез и исследование триуранатов состава MnU3Oi0nH2O (Мп - Mg, Mn, Co, Ni, Си, Zn, Cd) / Н.Г. Черноруков, ОБ. Нипрук, А.В. Князев, М.И. Арова, К.А. Чаплиёва // Ж. неорг. химии. - 2013. - Т. 58. - № 1. -С. 11.

31.Нипрук, О.В. Исследование ураносиликатов и ураногерманатов щелочных элементов в насыщенных водных растворах / О.В. Нипрук, Н.Г. Черноруков, Н.С. Захарычева, Н.В. Кулешова // Радиохимия. - 2013. - Т.55. - № 2. С. 136.

32.Черноруков, Н.Г. Синтез и исследование ортованадата уранила состава (U02)3(V04)2-H20 / Н.Г. Черноруков, О.В. Нипрук, А.В. Князев, А.А. Ерёмина // Ж. неорг. химии. - 2013. - Т. 58. - № 5. - С. 578.

33.Абражеев, Р.В. Рентгенофлуоресцентное определение мышьяка в водных растворах в присутствии урана с использованием способа внутреннего стандарта / Р.В. Абражеев, О.В. Нипрук, Н.И. Виноградова // Вода. Химия и экология. - 2013. -№ з. - С. 88.

34.Нипрук, О.В. Исследование состояния ортованадата уранила состава (U02)3(V04)2-4H20 в водных растворах / О.В. Нипрук, Н.Г. Черноруков, А.А. Волочай, М.И. Арова // Ж. общ. химии. - 2013. - Т. 83. - № 4. - С. 546.

35.Черноруков, Н.Г. Синтез и исследование полиуранатов состава MinU3O10.5-6H2O (Мш - La, Се, Pr, Nd, Sm) / Н.Г. Черноруков, О.В. Нипрук, М.И. Арова, Д.В. Блаженова // Ж. общ. химии. - 2013. - Т. 83. - № 4. - С. 553.

36.Черноруков, Н.Г. Синтиез и исследование триураната лития состава LiU3Oi0-6H2O / Н.Г. Черноруков, О.В. Нипрук, М.И. Арова // Ж. неорг. химии. - 2013. - Т. 58. - № 6. - С. 707.

37.Черноруков, Н.Г. Синтез и исследование полиуранатов состава MniU207.5 (Мш - Y, Tb, Dy, Но, Er, Tm, Yb, Lu) / Н.Г. Черноруков, О.В. Нипрук, М.И. Арова, К.А. Чаплиёва // Ж. общ. химии. - 2014. - Т. 84. - № 1. - с. 8.

38.Нипрук, О.В. Исследование состояния ураногерманатов состава MII(HGeU06)2-6H20 в водных растворах (Мп - Mn, Co, Ni, Cu, Zn) / О.В. Нипрук, Н.Г. Черноруков, Н.С. Захарычева, Е.Л. Кострова // Ж. общ. химии.-2013.-№Ц.-с. 1772.

39.Нипрук, О.В. Синтез и исследование ураногерманатов редкоземельных элементов / О.В. Нипрук, Н.Г. Черноруков, Н.С. Захарычева, А.А. Волочай // Ж. неорг. химии. - 2013. - Т. 58. - № Ц. - С. 1427.

40.Черноруков, Н.Г. О роли межслоевых атомов Мк и молекул Н20 в формировании структуры уранованадатов состава Mk(VU06)k-nH20 / Н.Г. Черноруков, О.В. Нипрук, А.А. Еремина / Ж. неорг. химии. - 2013. - № 11. - С. 1432.

41.Nipruk, O.V. State of uranyl silicates Mn(HSiU06)2-6H20 (Mn - Mn, Co, Ni, Cu, Zn) in aqueous solutions / O.V. Nipruk, N.G. Chernorukov, N.S. Zakharycheva, E.L. Kostrova // J. Radioanalyt. Nucl. Chem. - 2013. - V. 298. - P. 519.