Помощь в учёбе, очень быстро...
Работаем вместе до победы

Физико-химические и поверхностно-активные свойства 1, 1-диметил-1-алкилгидразиний хлоридов

Диссертация: Физико-химические и поверхностно-активные свойства 1, 1-диметил-1-алкилгидразиний хлоридов
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Целью работы являлось изучение физико-химических, коллоидно-химических свойств (поверхностного натяжения, критической концентрации мицеллообразования (ККМ)) и поверхностно-активных свойств (величин краевых углов смачивания, моющих и солюбилизирующих способностей, пенооб-разования) в гомологическом ряду ДМАГХ — катионогенных поверхностноактивных веществ (ПАВ), а также исследование влияния ионной… Читать ещё >

Содержание

  • ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
  • Глава 1. 1,1,1 -ТРИАЖИЛГИДР АЗИНИЕВЫЕ СОЛИ: ПОЛУЧЕНИЕ, СВОЙСТВА И ПРИМЕНЕНИЕ (ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ)
    • 1. 1. Общая характеристика
    • 1. 2. Способы получения
    • 1. 3. Некоторые реакции
    • 1. 4. Применение
  • Выводы к обзору литературы
  • Глава 2. РЕАКТИВЫ, ПРИБОРЫ И МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЙ
    • 2. 1. Реактивы и приборы
    • 2. 2. Получение 1,1-диметил-1-алкилгидразиний хлоридов (ДМАГХ) кватер-низацией 1,1 -диметилгидразина первичными хлоралканами
    • 2. 3. Определение ДМАГХ гетерофазным титрованием
    • 2. 4. Определение растворимости
    • 2. 5. Определение химической стабильности
    • 2. 6. Определение гигроскопичности
    • 2. 7. Определение величины поверхностного натяжения
    • 2. 8. Определение критических концентраций мицеллообразования (ККМ)
    • 2. 9. Определение солюбилизирующей способности
    • 2. 10. Определение креавого угла смачивания на границе стекло — раствор ДМАГХ
    • 2. 11. Определение кинетической устойчивости пены
    • 2. 12. Методика определения моющей способности
    • 2. 13. Определение антисептических свойств по отношению к древесине
    • 2. 14. Определение коэффициентов распределения ДМАГХ
    • 2. 15. Методика экстракции молибдена (VI)
    • 2. 16. Методика определения молибдена (VI) экстракционно-фотометри-ческим методом
    • 2. 17. Методика экстракции хрома (VI)
    • 2. 18. Методика фотометрического определения хрома (VI)
  • Глава 3. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ И КОЛЛОИДНО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ДМАГХ
    • 3. 1. Растворимость
    • 3. 2. Химическая устойчивость
    • 3. 3. ИК спектры
    • 3. 4. Гигроскопичность
    • 3. 5. Термическая устойчивость
    • 3. 6. Поверхностное натяжение водных растворов
    • 3. 7. Критические концентрации мицеллообразования
  • Выводы к главе 3
  • Глава 4. ПОВЕРХНОСТНО-АКТИВНЫЕ СВОЙСТВА ДМАГХ. ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕНЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ
    • 4. 1. Солюбилизирующая способность
    • 4. 2. Смачивающая способность ДМАГХ
    • 4. 3. Пенообразование водных растворов
    • 4. 4. Моющая способность
    • 4. 5. Влияние ионной силы на поверхностно-активные свойства
    • 4. 6. Практическое применение результатов исследований
      • 4. 6. 1. Антисептические свойства ДМАГХ по отношению к древесине
      • 4. 6. 2. Экстракционные свойства по отношению к анионам металлокислот на примере М0О4 и СГ2О7″)
      • 4. 6. 3. Использование ДМАГХ в качестве экстрагентов
      • 4. 6. 4. ДМАГХ в качестве основы пожаробезопасных моющих композиций
  • Выводы к главе 4

Физико-химические и поверхностно-активные свойства 1, 1-диметил-1-алкилгидразиний хлоридов (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

1,1-Диметилгидразин (CH3)2NNH2 (ДМГ) широко применяется как компонент жидкого ракетного топлива [1]. Это соединение известно более ста лет и хорошо изучено. Однако интерес к нему, как показывают публикации последних лет, не ослабевает [2 — 7] и связан, прежде всего, с поиском новых областей применения этого весьма реакционноспособного вещества. Известно, что ДМГ обладает высокой токсичностью [1, 8]. Поэтому проблема его утилизации с целью получения полезных веществ и материалов является актуальной. ДМГ может быть ценным сырьем для получения реагентов с многообразными свойствами как, например, хлоридов 1 -алкил-1,1 -диметилгидразиния — представителей четвертичных гидразиниевых солей (ЧГС).

ЧГС обладают ярко выраженными поверхностно-активными свойствами, а также обладают многими другими видами активности. Некоторые 1,1,1-триалкилгидразиниевые соли обладают бактерицидной активностью по отношению к стафилококку [9], а 1-алкил (С1б — С18)-1,1-диметилгидразиний хлориды — антисептическими свойствами [10]. Соли 2-(1-нафтилкарбамоил)-1,1,1-триалкил (С1 — Сз) гидразиния предложены как гербициды [11].

Однако физико-химические, коллоидно-химические и поверхностно-активные свойства ЧГС, в частности, 1,1-диметил-1-алкилгидразиний хлоридов (ДМАГХ), изучены отрывочно и только для отдельных соединений, что затрудняет и ограничивает возможности их практического применения. Поэтому восполнение этого пробела для гомологического ряда ДМАГХ является актуальным.

Целью работы являлось изучение физико-химических, коллоидно-химических свойств (поверхностного натяжения, критической концентрации мицеллообразования (ККМ)) и поверхностно-активных свойств (величин краевых углов смачивания, моющих и солюбилизирующих способностей, пенооб-разования) в гомологическом ряду ДМАГХ — катионогенных поверхностноактивных веществ (ПАВ), а также исследование влияния ионной силы раствора на поверхностно-активные свойства в ряду ДМАГХ. Полученные закономерности изменения свойств ДМАГХ позволяют решить вопрос о выборе оптимальных ПАВ, флотореагентов, экстрагентов, антисептиков для защиты целлюлозо-содержащих материалов, компонентов моющих средств.

Представленная работа является обобщением результатов исследований, выполненных автором в Институте технической химии УрО РАН по теме 2002 — 2006 г. г. «Синтез и исследование азотсодержащих мономеров, комплексооб-разующих реагентов для процессов концентрирования и разделения цветных и редких металлов» (№ гос. регистрации 01.20.03.01238).

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Определены физико-химические и коллоидно-химические свойства в гомологическом ряду ДМАГХ с радикалами Сю, Сп, Си, Св, Ci8 и технической смеси С12, С и: растворимость, гигроскопичность, термическая и химическая устойчивость, величины поверхностного натяжения на границе водный раствор — воздух, ККМ, позволяющие оценить их возможность использования как ПАВ.

2. Определены значения ККМЬ соответствующие образованию мономолекулярного адсорбционного слоя, и ККМ2, соответствующие переходу сферических мицелл в асимметричные несферические. ДМАГХ относятся к сильным катионогенным ПАВ. Поверхностная активность, мицеллообразующая способность с ростом радикала от Сю до С]g возрастает.

3. Изучены солюбилизирующая и моющая способности, концентрационные зависимости краевых углов смачивания, а также кинетика пе-нообразования ДМАГХ и ПАВ «Неонол АФ 9−12» и «Оксифос Б». Показано, что моющая способность ДМАГХ выше, чем у известных ПАВ и соответствует концентрациям максимально устойчивых пен.

4. Показано, что рост ионной силы раствора приводит к увеличению поверхностной активности ДМАГХ и резко снижает растворимость и ККМ.

5. Изученные ДМАГХ испытаны и предложены в качестве антисептиков для древесины, потенциальных анионообменных экстрагентов, компонентов моющих средств, биоцидов для водных эмульсий «ВЭЛС».

Показать весь текст

Список литературы

  1. А.П., Веселов В. Я. Физическая химия гидразина. Киев: Наукова Думка, 1979. 263 с.
  2. Е.Ю. К, 1Ч-диметилгидразин в органическом синтезе. Красноярск:1. СибГТУ, 1999. 172 с.
  3. F., Nebois P., Bouaziz Z., Fillion H. // Heterocycles. 2001. V. 54. № 2.1. P. 1095- 1138.
  4. B.A., Долгушин Г. В., Воронков М. Г. Каталитическое восстановление 1,1-ДМГ//Журн. прикл. химии. 1998. Т. 71. № 8. С. 1233 — 1248.
  5. Е.В., Белобржецкая М. К., Локтева Н. В. и др. 1,1-Диметилгидразин в реакциях алкилирования галоидсодержащими соединениями // Журн. прикл. химии. 1999. Т. 72. № 12. С. 1964 — 1970.
  6. А.И., Сахина Г. Л., Малышева Г. Е. и др. Синтез производных 1,1
  7. ДМГ и исследование возможности их практического применения // Журн. прикл. химии. 1999. Т. 72. № 12. С. 1970 — 1983.
  8. А.Г., Дроздова С. В., Ковальчук И. Н. и др. Синтез четвертичных гидразиниевых солей на основе высших линейных хлоралканов // Журн. прикл. химии. 1999. Т. 72. № 12. С. 1983 — 1985.
  9. Вредные химические вещества. Азотсодержащие органические соединения.
  10. Справ, под ред. Курляндского Б. А. и др. Л.: Химия, 1992. 432 с.
  11. Westphal О. Uber die Alkylierung des Hydrazins // Chem. Ber. 1941. B. 74. N5. S. 759.
  12. Патент 2 929 847 США, МКИ С 07 С 243/00. Acyclic hydrothenium chloride /
  13. Bernard Rudner, Luther O. Young and Marguerite E. Brooks.
  14. И. Патент 3 769 341 США, МКИ A 01 N 47/34- A 01 N 47/28. 2-(l-naphtyl car-bamoil-l, l, l-trialkylhydrazinium salts and herbicidal use thereof / Alt G.H., Creve C., Mo.
  15. Отчет о НИР «Разработка технологических процессов утилизации ДМГ иорганизация выпуска на его основе практически ценных продуктов». Рук. Б. М Ласкин. СПб. РНЦ ПХ. 1998. 78 с.
  16. Westphal О. Uber Invertseifen, IX. Mitteil.: Aziniumsalze.// Ber. 1941. В. 74.1. N8. S. 1365- 1500.
  17. .В., Кузнецов M.A., Потехин А. А. Химия органических производных гидразина. JL: Химия, 1979. 224 с.
  18. А.П. Органическая химия гидразина Киев: Техника, 1966. 236 с.
  19. Общая органическая химия. Пер. с англ. М.: Мир, 1982. Т.З. С. 262 — 300−1983. Т. 4. С. 509−524.
  20. В.А., Долгушин Г. В., Ласкин Б. М. Новые пути утилизации высокотоксичного компонента ракетного топлива 1,1-диметилгидразина // Рос. хим. ж. (Ж. Рос. хим. об — ва им. Д.И. Менделеева). — 2001. Т XLV. № 5−6. С. 149- 156.
  21. Kamayama Eiich, Minegishi Yotaku Синтез 1-алкил-1,1-диметилгидразиниевой соли и N-алкилдиметиламиноацетамида // J. Chem. Soc. Japan, Industr., Chem. Soc. 1968. V. 71. № 10. P. 1671 — 1674.
  22. R. // Rev. Pure Appl. Chem. 1962. № 12. P. 146.
  23. O. // Chem. Ber. 1941. B. 74. S. 1365.
  24. Harries C., Haga T. Ober die Methylierung des Hydrazinhydrats. // Ber. 1898.1. B. 31. N 1. S. 56−64.
  25. Busch., Weiss B. // Chem. Ber. 1900. B. 33. S. 2703.
  26. Th., Wirsing F. // J. Prakt. Chem. 1891. B. 50. № 2. S. 554.
  27. В., Berends W. // Pec. Trav., chim. Pays-bas. 1957. V. 76. P. 13.
  28. H., Kraft F. // J. Prakt. Chem. 1911. B. 84. (2). S. 137.
  29. Franzen H., Kraft F.// J. Chem. Soc. -1911. B. 100. S. 817.
  30. А.Н., Сагитуллин Р. С. Моноалкилгидразины // Усп. Химии. 1964. № 33. С. 361 -395.
  31. Biel I., Nuhfer P., Drukker A et all.// J. Org. Chem. 1961. № 26. P. 3338.29.. Патент 1 095 841 ФРГ. НКИ F27729 IV b/12 q. Verfahren zur Herstellung alkylsubstituierter Hydrazine / Klos H., Offe H.
  32. A.H., Сагитуллин Р.С.// Вест. МГУ, сер. хим. 1959. № 1. С. 225.
  33. G., Rieber М. // Lieb. Ann. 1949. В. 562. S. 177.
  34. R., Kearley R. // J. Am. Chem. Soc. 1950. V. 72. P. 2762.
  35. Stolle R.// Ber. 1901. B. 34. S. 3268.
  36. R., Benrath A. // J. Prakt. Chem. 1904. (2). B. 70. S. 280.
  37. Hinman R.L. Base strengths of some alkylhydrazines. // J. Org. Chem. 1958. V.23. № 10. P. 1587- 1588.
  38. Pollet R., Vanden Eynde H. Application of the Taft equation to the ionization constants // Bull. Soc. Chim. Belg. 1968. V. 77. № 5 — 6. P. 341 — 348.
  39. A., Happer D.R., Vaughen I. // J. Chem. Soc. 1964. P. 4060.
  40. Allain M.I.- Le Canu. // Bull. Soc. Chim. France. 1903. (3). V. 29. P. 968.
  41. Allain M.I.- Le Canu. // C.r. 1903. V. 137. P. 330.
  42. Allain M.I.- Le Canu. // Bull. Soc. Chim. France. 1905. (3). V. 33. P. 334.
  43. SinghB.K.//J. Chem. Soc.-1914. V. 105.P. 1972.
  44. Westphal O. Uber die Alkylierung des Hydrazins //. Ber. 1941. B.74. S. 772.
  45. Патент 2 074 174 РФ, МКИ 6 С 07 С 241/02. Способ получения хлоридов 1,1диметил-1-алкилгидразиния / Дроздецкий А. Г., Ковальчук И. Н., Послан-никова Н.В., Цвингер И. А., Радушев А. В. и др.
  46. Omietanski G.M., Sisler Н.Н. The Reaction of Chloramine with Tertiary Amines
  47. J. Am. Chem. Soc.- 1956. V. 78. P. 1211- 1213.
  48. Патент 2 710 248 США, МПК С 01 В 21/16- С 01 В 21/00. Process of forming hydrazine / Sisler H.H., Mattair R.
  49. Berry R.W.H., Brocklehurst P. // J. Chem. Soc. 1964. P. 2264
  50. Konig K.H., Zeeh В.// Chem. Ber. 1970. B. 103. N 7. S. 2052 — 2061.
  51. Патент 1 542 680 ФРГ, МКИ A 01 N 33/26, A 01 N 33/00. Mittel 24r Regul-ierung des Pflanztnwachstums / Jung J., Konig K.H.
  52. B.H., Нахманович A.C., Ларина Л. И. и др. Синтез 1−1-бром-2-бензоил(2-теноил)винил.-1,1-диметилгидразиний бромидов из 1-бром-2-бензоил (2-теноил)ацетиленов и 1,1-диметилгидразина // Изв. РАН. Сер. хим.- 1999. № 8. С. 1536- 1538.
  53. В.Н., Ларина Л. И., Нахманович А. С., Лопырев В. А. Продукты взаимодействия 1,1-ДМГ с пропаргилбромидом и 1,3-дибромпропином // Журн. общ. химии. 2000. Т.70. № 11. С. 1860 — 1862.
  54. .Ф., Станкевич В. К., Лобанова Н. А., Лопырев В. А. Клименко Г. Р. 1-(2-винилоксиэтил)-1,1-диметилгидразиний хлорид // Журн. орган, химии. 2000. Т. 36. № 3. С. 356- 357.
  55. В.Н., Нахманович А. С., Ларина Л. И., Шишкин О. В. и др. // Изв. РАН, сер. Хим. 1999. № 8. С. 1536 — 1538.
  56. М.С., Воронков М. Г. Галогениды 1,1-диметил-1-(триалкоксиси-лилметил)гидразиния и 1,1-диметил-1-(силатранметил)гидразиния // Журн. общ. химии. 2005. Т. 75. № 6. С. 915 — 919.
  57. К.Р. Поверхностно-активные вещества. Синтез, свойства, анализ, применение. Пер. с англ. С.-Петербург.: Профессия, 2005. 239 с.
  58. .И., Казакова Л. В., Радушев А. В., Леснов А. Е. и др. Многофункциональный реагент для интенсификации добычи нефти // Нефтяное хоз-во. 1995. № 11. С. 44−45.
  59. Патент 2 123 893 РФ, МКИ В 03 Д 1/01. Собиратель для флотации силикатных и карбонатных минералов из калийсодержащих руд / Тетерина Н. Н., Дроздецкий А. Г., Ковальчук И. Н. и др.
  60. Г. А., Дроздецкий А. Г., Ковальчук И. Н. и др.Сб. «Научно-техн. потенциал Западного Урала в области конверсии ВПК». Доклады международного семинара. Г. Пермь, 17−23 июня. 2001. Пермь. ПНЦ УрО РАН. 2001. С. 18−22.
  61. В.И., Шель И. В., Сафронова Н. В. // Защита металлов. 1996. Т. 32. № 3. С. 319−324.
  62. .Ф., Станкевич В. К., Лопырев В. А. и др. 1-Алкил-1,1-диметилгидразиний хлориды как модификаторы нефтебитумов для дорожного строительства // Журн. прикл. химии. 2006. Т. 79. Вып. 4. С. 691 693.
  63. Патент 5 569 783 США, МКИ С 07 С 045/00. Vicarious nucleophilic substitution to prepare l, 3-idamino-2,4,6-trinitrobenzene or l, 3,5-triamino-2,4,6-trinitrobenzene / Mitchel Alexander R., Pagoria Philip F., Schmidt Robert D.
  64. Патент 5 017 611 США, МКИ A 61 К 031/22. Ethyl-3-(2-ethyl-2,2-dimethylhydrazinium)propionate salts to tredt arrihythmia / Bremanis Gunar A., Meerson Felix Z.
  65. Г. А., Прохорова T.C., Леснов A.E. и др. // Хим.-фарм. журн. 1995. № 11. С. 44−45.
  66. А.И. Аналитическая химия молибдена. М.: Изд-во Академии наук СССР, 1962. 302 с.
  67. Ю.Ю. Унифицированные методы анализа вод. М.: Химия, 1973. 304 с.
  68. С., Хана Дж. Г. Количественный органический анализ по функциональным группам. Пер. с англ. М.: Химия, 1983. 670 с.
  69. Е.Д., Амелина Е. А., Перцов А. В. Коллоидная химия. М.: Изд-во МГУ, 1982.348 с.
  70. С.Н., Мамедов А. И., Соловьев Е. И. Обогащение калийных руд. М.: Недра, 1982.216 с.
  71. А.А., Пономарева A.M. Краткий справочник физико-химических величин. Изд-е 8-е. JL: Химия, 1984. 232 с.
  72. .В. Практикум по химии поверхностных явлений и адсорбции. М.: Высшая школа, 1973. 208 с.
  73. Д.А. Вероятностный метод исследования антисептиков для древесины. Свердловск: Изд-во Уральского универ-та, 1991. 176 с.
  74. Ю.Г. Курс коллоидной химии (Поверхностные явления и дисперсные системы). М.: Химия, 1982. 400с.
  75. М.Г., Радушев А. В., Насртдинова Т. Ю. и др. Коллоидно-химические свойства гомологов 1,1-диметил-1-алкилгидразиний хлорида // Ж. прикл. химии. 2004. — Т.77. Вып. 11. — С. 1861 — 1864.
  76. А.И., Червонцева Н. Н. // Коллоидн. журн. 1979. Т. 35. № 5. С. 86 -89.
  77. А.А., Кольцов С. И., Мурашев И. А. // Журн. физ. химии. 1982. -Т. 56. № 1.С. 86−89.
  78. Патент 2 245 244 РФ. МПК7 В 27 К 3/52, Д 06 М 13/46, А 01 N 33/26 33/12. Антисептик для защиты целлюлозосодержащих материалов / Радушев А. В., Беленков Д. А., Насртдинова Т.Ю.
  79. B.C. Экстракция аминами. М.: Атомиздат, 1980. 262 с.
Заполнить форму текущей работой

Пора сдавать?