Исследование термодинамической и термической устойчивости хелатов ряда металлов с ?-замещенными ацетилацетонами
Диссертация
В настоящее время для получения металлических покрытий, оксидов, чистых металлов широко используют термическое разложение |3-дикетонатов металлов. Этому благоприятствует их способность к переходу в газопаровую фазу при сравнительно низких температурах без разрушения молекулярной структуры и стабильное существование в ней комплексов в достаточно широком температурном интервале. Исследование… Читать ещё >
Содержание
- Глава 1. Исследование кислотных и комплексообразующих свойств а-замещенных Р-дикетонов с помощью рН-метрического титрования в водно-диоксановой среде
- 1. 1. Обзор литературы
- 1. 1. 1. Измерение рН в смешанном растворителе
- 1. 1. 2. Определение констант кислотной диссоциации и комплексо-образования р-дикетонов
- 1. 1. 3. Методы расчета констант равновесий
- 1. 1. 4. Корреляции химических констант
- 1. 1. 4. 1. Количественные корреляционные соотношения между наборами констант равновесий
- 1. 1. 4. 2. Корреляции констант равновесия со свойствами лигандов и металлов
- 1. 1. 5. Координационные свойства |3-дикетонов и их связь со строением.22 1.1.5.1. Исследование координационных свойств а-замещенных
- 1. 1. Обзор литературы
- 1. ^.Экспериментальная часть
- 1. 2. 1. Материалы и методика измерений
- 1. 2. 2. Равновесие диссоциации Н20 в смешанном растворителе
- 1. 2. 3. Исследование равновесия кислотной диссоциации р-дикетонов
- 1. 2. 4. Исследование равновесий комплексообразования Р-дикетонов
- 1. 2. 4. 1. Исследование комплексообразования с ионами металлов, наиболее подверженными гидролизу
- 1. 2. 4. 2. Исследование комплексообразования Сг с некоторыми Р-дикетонами
- 1. 3. Обсуждение результатов
- 1. 3. 1. Константы кислотной диссоциации и константы комплексообразования а-замещенных ß--дикетонов. Корреляционные соотношения
- 1. 3. 2. Металлзависимая реакционная серия
- 1. 3. 3. Комплексообразование с трехвалентными металлами
- 2. 1. Обзор литературы
- 2. 2. Экспериментальная часть и результаты
- 2. 3. Термическая устойчивость и физико-химические свойства у-замещенных ß--дикетонатов Cu (II) и Fe (III)
- 3. 1. Обзор литературы
- 3. 2. Экспериментальная часть
- 3. 3. Кислотные и комплексообразующие свойства силикагелей и цеолитов, модифицированных ß--дикетонами
Список литературы
- LeGrand G. Van Uitert, Ch.G.Haas. Studies on Coordination Compounds. I. A Method for Determining Thermodynamic Equilibrium Constants in Mixed Solvents//J.Amer.Chem.Soc.- 1953.-T.75. -C.451−455.
- LeGrand G. Van Uitert, W.C. Fernelius. Determination of Thermodynamic Equilibrium Constants in Mixed Solvents// J.Amer.Chem.Soc. -1954. -T.76. -№ 20. -C.5887−5888.
- Harned H.S., Owen B.B. Physical Chemistry of Electrolyte Solutions.2nd ed.-New York.: Reinhold Publ.corp., 1950. 548 c.
- Irving H.M.N.H., Mahnot U.S. Ph-meter corrections for titrations in mixtures of water and dioxan// J.inorg.nucl.Chem. -1968. -T.30. -C.1215−1220.
- Shukla J.P., Tandon S.G. Correction to pH measurements for titrations in dioxane-water mixtures// J.Electroanal.Chem. -1972. -T.35. -C.423−427.
- Пяртман A.K., Пузиков E.A. и др. Равновесия реакций комплексо-образования ионов редкоземельных металлов (III) и иттрия (III) с этилен-диаминтетраацетат-ионами в водных растворах нитрата аммония// ЖПХ. -1990. -№ 4. -С.946.
- Calwin М., Wilson K.W. Stability of Chelate Compounds// J.Amer. Chem. Soc. 1945. — T.67. — № 11. -C. 2003−2005.
- Shukla J.P., Manchanda V.K., Subramanian M.S. Acid Dissociation of some (3-Diketones in mixtures of water and dioxan. Thermodynamic studies// J.Electroanal.Chem. -1972. -T.40. -№ 2. -C. 431−436.
- Бьеррум Я. Образование амминов металлов в водном растворе. Теория обратимых ступенчатых реакций. М.:ИЛ, 1961. -308 с.
- LeGrand G. Van Uitert, Fernelius W.C., Douglas B.E. V. The Effects of Solt Anion and of Solvent upon the Chelation of p-Diketones// J.Amer.Chem. Soc. -1953. -T.75. -C.2739−2741.
- Guter G.A., Hammond G.S. Chelates of P-Diketones. III. Steric Effects in the
- Formation Constants of Metal Chelates// J.Amer.Chem.Soc. 1959. -T.81. -№ 5. -C. 4686−4689.
- Izatt M., Haas C.G., Block B.P., Fernelius W.C. Studies on coordination compounds// J.Phys.Chem. -1954. -T.58. -№ 12. -C.l 133−1136.
- Белеванцев В.И. Постановка и описание исследований сложных равновесий в растворах. Новосиб.-.Наука, 1987. -80 с.
- LeGrand G. Van Uitert, Fernelius W.C., Douglas B.E. IV. A Comparison of Chelating Tendencies of (3-Diketones toward Divalent Metals// J.Amer.Chem.Soc. 1953. -T.75. -C.2736−2738.
- Jones J.G., Poole J.B., Tomkinson J.C., Williams R.T.P. The Relationship between Proton Dissociation Constants and the Stability Constants of Complex Ions// J.Chem.Soc. -1958. -№ 5. -C.2001−2009.
- Nieboer E., McBryde W.A.E. Free-energy relationships in coordination chemistry. I. Linear relationships among equilibrium constants// Can.J.Chem. -1970. -T.48. -№ 16. -C.2549−2564.
- Irving H., Rossotti H. Some Relationships among the stabilities of Metal// Acta Chem.Scand. -1956. -T.10. -№ 1. -C.72−93.
- LeGrand G. Van Uitert, Haas C.G., Fernelius W.C., Douglas B.E. The Dissociation Constants of (3-Diketones in Water-Dioxane Solutions// J.Amer.Chem.Soc. -1953. -T.75. -C.455−457.
- LeGrand G. Van Uitert, Fernelius W.C., Douglas B.E. The Chelating Tendencies of (3-Diketones with the chlorides of Copper (II), Nickel (II) and Barium (II) in Water-Dioxane Solutions// J.Amer.Chem.Soc. -1953. -T.75. -C.457−460.
- Бек M., Надьпал И. Исследование комплексообразования новейшими методами. -М.:Мир, 1989. 412 с.
- LeGrand G. Van Uitert, Fernelius W.C. X. Correlation of the Solution Stabilities of the Chelate Compounds of Ligands Coordinating through Nitrogen and Oxigen// J.Amer.Chem.Soc. -1954. -T.76. № 2. -C.379−383.
- Irving H., Miles M.G. Analogs of nitrilotriacetic acid, and the stabilities of their proton and metal complexes// J.Chem.Soc.(A). -1966. -T.9. -C. 1268−1275.
- Nieboer E., McBryde W.A.E. Free-energy relationships in coordination chemistry. II. Requirements for linear relationships// Can.J.Chem. -1970. -T.48. -№ 16. -C.2565−2573.
- LeGrand G. Van Uitert, Fernelius W.C. IX. The Solution Stabilities of the Chelate Compounds of a Number of Organic Ligands// J.Amer.Chem.Soc. -1954. -T.76. -№ 2. -C.357−379.
- Жданов Ю.А., Минкин В. И. Корреляционный анализ в органической химии. Ростов н/Д.:Изд-во РГУ, 1966. -470 с.
- Кабачник М.И., Иоффе С. Т. Опыт применения корреляционных уравнений к кето-енольному равновесию// Докл. АН СССР. -1965. -Т. 165. -№ 5. -С.1085−1086.
- El-Hilaly А.Е., El-Zamel N. Linear free energy relationships for substituted 4-pyrazolone dyes. Part II. Trivalent lanthanide ions' chelates// ЖНХ. -1995. -T.40. -№ 3. -C.480−485.
- LeGrand G. Van Uitert, Fernelius W.C. VIII. Some Factors Concerning the Effect of the Terminal Groups on the Chelating Abilities of P-Diketones// J.Amer.Chem.Soc. -1953. -T.75. -№ 15. -C.3862−3864.
- Izatt R.M., Fernelius W.C., Haas C.G., Block B.P. XI. Formation constants of some tervalent ions and the thorium (IV) ion with the acetylacetonate ion// J.Phys.Chem. -1959. -T.59. -№ 2. -C.170−174.
- Шапкин Н.П. у-Замещенные (3-дикетонаты металлов и полигетеросилок-саны на их основе: Дис.докт.хим.наук. Иркутск, 1989. 366 с.
- Martin В.В., Fernelius W.C. XVII. Stubilities of Bivalent Metal Complexes of Some Methylene-Substituted p-Diketones// J.Amer.Chem.Soc. -1959. -T.81. -C.2342−2344.
- Martin D.F., Martin B.B. A consideration of Steric Effects in the Chelating Tendencies of Some Methylene-Substituted P-Diketones// Inorg.Chem. -1962.1. T.l.-№ 2.-С.404−408.
- Свистунова И.В., Шапкин Н. П., Скобун А. С. Взаимодействие ряда непредельных силанов с сульфенилхлоридами ацетилацетонатов металлов// ЖОХ. -1999. -Т.69. -№ 4. -С.585−591.
- Реутов В.А., Литвинова С. А., Лим Л.А. Использование солей хрома (II) для синтеза хелатов хрома (III) с (3-дикетонатными лигандами// ЖОХ. -2000. -Т.70. -№ 1.-С. 13−16.
- Кумок В.Н., Скорик Н. А. Лабораторные работы по химии комплексных соединений. Томск: Изд-во Том. Ун-та, 1983. 140 с.
- Копырин А.А., Пяртман А. К., Хмылев И. В., Пузиков Е. А. Равновесия реакций протонирования и комплексообразования пирокатехинового фиолетового с ионами РЗЭ, Y и Sc в водных растворах// ЖАХ. -1991. -Т.46. -№ 3. -С.478−483.
- Blanco С., Hernando J.M., Mateo М. Kinetics and mechanisms of the reaction of chromium (III) and 2,4-hexandion in aqueous solution// Can.J.Chem. -1989. -T.67. -№ 8. -C.1305−1307.
- Seshadri Т., Kettrup A. Preparation and application of (3-diketone bonded phases in high-pressure liquid chromatography// Fresenius Z.Anal.Chem. -1980. -T.300. -№ 2. -C. 124−124 (цит. no Chemical Abstracts, 1980, T.92, № 22, 19 079 Id).
- Yoshida Z. Odoshi H., Tokumitsu T. Synthesis and structural elucidation of a-alkylthio- and a-phenylthio P-dicarbonyls// Tetragedron. -1970. -T.26. -№ 12. -C.2987−2993.
- Некрасов Б.В. Основы общей химии. Т.З. М.: Химия, 1970. -415 с.
- Дей К., Селбин Д. Теоретическая неорганическая химия. М.: Химия, 1976. -567 с.
- Варламова J1.M., Тананаева О. И., Мартыненко Л. И. Использование Р-ди-кетонатов для очистки металлов методом зонной плавки: Сб. «Проблемы химии и применения Р-дикетонатов металлов». -М.:Наука, 1982. -С. 184−199.
- Асатрян Г. Г., Карамян Г. Г. и др. Исследование сублимации некоторых р-дикетонатов металлов//ЖНХ. -1992. -Т.37. -№ 3. -С.496−501.
- Жаркова Н.Я., Мартыненко Л. И., Гаврищук Е. М., Гибин A.M., Дзюбенко Н. Г. Получение пленок оксида циркония химическим осаждением из газовой фазы// Высокочистые вещества. -1993. -№ 1. -С.81−85.
- Дягилева JI.M., Цыганова Е. И. Осаждение неорганических покрытий разложением р-дикетонатов металлов в газовой фазе// ЖПХ. -1996. -Т.69. -вып. 2.-С. 177−185.
- Девятых Г. Г., Гаврищук Е. М., Гибин A.M. и др. Исследование кинетики разложения летучих Р-дикетонатов иттрия, бария и меди в проточном реакторе// Высокочистые вещества. -1990. -№ 6. -С.90−94.
- Г. М.Свистунов. Синтез и исследование тиозамещенных Р-диетонатов трехвалентных металлов: Дис. канд. хим. наук. Владивосток, 1989. 190 с.
- Hammond G.S., Borduin W.G., Guter G.A. Chelates of P-Diketones. I. Enoli-zation, Ionization and Spectra// J.Amer.Chem.Soc. -1959. -T.81. -№ 5. -C.4682−4686.
- Martell A.E., Calvin M. The Metal Chelate Compounds. New York: Prentice-Hall., Inc., 1952. 87 c.
- Horowitz H., Metzger G. A new analysis of Thermogravimetric Traces// Anal. Chem. -1963. -T.35. -№ 10. -C. 1464−1468.
- Топор И.Д. Изучение кинетики реакций термического разложения минералов методом получения кривых потери веса// Вестн.МГУ. -1967. -№ 1. -С.84−86.
- Игуменов И.К., Земсков С. В., Жаркова Г. И., Исакова В.И., Семянников
- П.П., Гранкин В. М. Летучие бета-дикетонаты благородных металлов. Сб. «Благородные металлы. Химия и технология.» Новосиб., 1989. -С. 186−205.
- Реутов В.А. Исследование реакций нуклеофильного замещения в ряду 3-галоген-2,4-пентандионатов металлов: Дис. канд. хим. наук. Владивосток, 1987. 160 с.
- Beech G., Lintonbon R.M. Thermal and electron paramagnetic resonance studies on pyridin percromate// Termochim. Acta. -1971. -№ 3. -C.97−105.
- Стрижакова Н.Г., Малетин Ю. А., Щека И. А. Взаимодействие некоторых Р-дикетонатов Зd-мeтaллoв с трифенилвердазилом: Сб. «Проблемы химии и применения р-дикетонатов металлов». -М.:Наука, 1982. -С. 163−171.
- Вовна В.Н., Чередниченко А. И., Устинов А. Ю., Реутов В. А., Свистунов Г. М., Шапкин Н. П. Фотоэлектронные спектры у-замещенных ацетил-ацетонатов металлов: Сб. «Р-Дикетонаты металлов». Владивосток: Изд-во Дальневост. Ун-та. -1990. -Т.1. -С. 165−177.
- Кудрявцев Г. В., Лисичкин Г. В., Иванов В. М. Сорбция цветных металлов кремнеземами с привитыми органическими соединениями// ЖАХ. -1983. -Т.38. -№ 1. -С.22−32.
- Кудрявцев Г. В. Метод расчета кислотно-основных свойств сорбентов. ГТеоретическое рассмотрение.// ЖФХ. -1982. -Т.56. -№ 8. -С. 1996−1999.
- Кудрявцев Г. В. Метод расчета кислотно-основных свойств сорбентов. II Некоторые конкретные приложения.// ЖФХ. -1983. -Т.57. -№ 3. -С.503−505.
- Кестнер А.И. Иммобилизованные ферменты// Успехи химии. -1974. -Т.43. -№ 8. -С.1480−1511.
- Лисичкин Г. В., Юффа А. Я. Гетерогенные металлокомплексные катализаторы. М.:Химия, 1981. -160 с.
- Лисичкин Г. В., Староверов С. М. Синтез и применение химически привитых поверхностных соединений// Вестник МГУ. Сер.хим. -1980. -Т.21. -№ 4. -С.307−320.
- Климова Г. М., Тарасевич Ю. И. Поглощение из воды ионов тяжелых ме123таллов сорбентами на основе слоистых силикатов, модифицированных полифосфатами// Химия и технология воды. 1992. -Т. 14. -№ 12. -С.929−934.
- Зельцер JI.E., Быченко A.B. Координационные соединения иммобилизованных люминесцентных реагентов с редкими элементами: Тез.докл. 17 Все-союзн.Чугаевск.совещания по химии комплексных соединений. -Минск. 1990.-С.540.
- Мильченко Д.В., Кудрявцев Г. В., Пономарев Д. В., Лисичкин Г. В. Сорбция ионов переходных металлов кремнеземами с привитыми малоновой кислотой и ацетилацетоном// ЖФХ. -1987. -Т.61. -№ 10. -С.2823−2826.
- Салдадзе K.M., Копылова-Валова В.Д. Комплексообразующие иониты М.:Химия, 1980. -336 с.
- ХерингР. Хелатообразующие ионообменники. М.:Мир, 1971. 280 с.
- Воронина Р.Д., Кудрявцев Г. В., Лисичкин Г. В., Рунов В. К. Сорбция лантана и европия на кремнеземе, химически модифицированном иминодиук-сусной кислотой// ЖФХ. -1984. -Т.58. -№ 8. -С.505−506.
- Андрианов К.А. Методы элементоорганической химии. Кремний М.:Наука, 1968. -760 с.
- Определение ионного произведения воды. Условия эксперимента:
- К№= (4.490±0.681) *10*17 РК№= 16.35 ±0.06
- Программа для расчета константы кислотной диссоциации (3-дикетона. Данные для ввода:
- М число точек экспериментальной кривой титрования- cl — начальная концентрация Р-дикетона в растворе- сп — концентрация титранта (NaOH) — vd (i) — объем титранта-ph (i) полученное значение рН.
- REAL vd (50), ph (50), w (50,5), vo (50), К (12, 3), t (20), SR (12,3) real v (3, 5), lr (50), H (50), L (50) CHARACTER*100 title OPEN (UNIT=1,FILE='complex.dat1)
- OPEN (UNIT=1,FILE='compl.rez')title=' cN pH pL n
- WRITE (1,'(A)') title WRITE (*,'(A)') title
- WRITE (*, ' (5G12.5) ') ((w (i, j), j=l, 5), i=l, M) WRITE (1, ' (5G12.5) ') ((w (i, j), j=l, 5), i=l, M)
- WRITE (1, ' (A) ') 1 K1 K2 K3'
- WRITE (*, ' (A) ') T K1 K2 K3'
- WRITE (*,'(3G12 • 5) ((K (j, n), n=l, 3), j =1,12)
- WRITE (1, ' (3G12 • 5) ') ((K (j, n), n=l, 3), j=l, 12)
- WRITE (1, ' (A) ') DEP ' T Ks Sd DEL
- WRITE (*, ' (A) ') DEP ' 1 Ks Sd DEL
- WRITE (*,'(5G12 .5) ') ((v (n, j), j=l, 5), n=l, 3)
- WRITE (1, ' (5G12 .5) ') ((v (n, j), j=l, 5), n=l, 3)1. CLOSE (1) stop end
- Определение константы кислотной диссоциации 3-фенил-2,4-пентандиона1. ГРЬ-АА).1. Условия эксперимента: л
- Полученная величина является концентрационной, после перевода в термодинамическую с помощью уравнения (1.6) получаем: рКс1 = рК0 + 2 (1/у) = 12.08 + 1.66 = 13.74
- Определение констант комплексообразования в системе М2+ 2.4-пентандион ШАА). Условия эксперимента: л
- Результат работы программы: 1ё р, = 7.712, 1ё р2 = 13.955−1. К, = 7.712, 1§-К2= 6.243.
- Приведенные величины являются концентрационными, после перевода в термодинамические с помощью уравнения (1.6) получаем: ^ = 9.372, 1ёК2= 7.903.
- Определение констант комплексообразования в системе Хг1 + 2,4-пентандион ШАА). Условия эксперимента:
- Результат работы программы: 1Вр, = 7.246, 1ёр2= 13.201−1ёК1 = 7.246, ^К2= 5.955.
- Приведенные величины являются концентрационными, после перевода в термодинамические с помощью уравнения (1.6) получаем: ^ К. = 8.906, ^К2= 7.615.
- Определение констант комплексообразования в системе Nd3+ 2.4-пентандион ШАА). Условия эксперимента: л
- DO 33 i=l, m IF (w (i, 8).GE.(p+.2).AND.w (i, 8).LE.(p+.8)) goto 15 GO TO 33 15 j=j+l
- K (n, j)=(w (i, 8)-n+l)/(n-w (i, 8))/w (i, 7) 11=11+1 l (n)=ll 33 CONTINUE 22 CONTINUE SUM1=0 DO 44 n=l, 3 if (l (n).eq.0.and.n.eq.3) goto 999 if (l (n).eq.O) goto 44 DO 55 j=l, l (n) SUM1=SUM1 + K (n, j) 55 CONTINUE Ks (n)=SUM 1 /l (n) PK (n)=-1. * ALOG10(Ks (n))
- OPEN (UNIT= 1, FILE='com.rez')title=' V ph cL cN H. pL [L] n K'1. WRITE (1,'(A)') title1. WRITE (*,'(A)') title
- WRITE (*,'(F5.3,F5.2,3G10.5,G12.5,G10.5,F5.3,G10.5)')w (i, j), j=l, 9), i=l, m)
- WRITE (1,'(F5.3,F5.2,3G10.5,G12.5,G10.5,F5.3,G10.5)')w (i, j), j=l, 9), i=l, m) WRITE (1,'(A)')' K' WRITE (*/(A)') ' K'
- WRITE (*,'(3G12.5)') ((K (n, j), j=1,l (n)), n= 1,3)
- WRITE (1V (3G12.5)') ((K (n, j), j=l, l (n)), n=l, 3)1. CLOSE (1)stopend
- Определение констант устойчивости комплексов системе Си 3-тиоэтил-2,4-пентандион ЩгБ-АА).1. Условия эксперимента: л
- К! =(15.606 ±0.359)*109 ^ = 10.193 + 0.009
- К2 = (4.661 ± 0.305)* 108 К2 = 8.669 ± 0.028
- Приведенные величины являются концентрационными, после перевода в термодинамические с помощью уравнения (1.6) получаем: 1ё К! = 11.853 ±0.009 1ё К2= 10.299 ±0.028
- Определение констант устойчивости комплексов системе М2+ 3-аллил-2"4-пентандион (А11-АА).1. Условия эксперимента:
- К, =(0.186 ±0.021)*108 18 К,=: 7.27 ±0.05
- К2 = (0.698 ± 0.095)* 106 1& к2 = 5.84 ±0.061. К,
- Определение констант устойчивости комплексов системе Со2+ 3-нитро-2.4-пентандион (О^^АА).1. Условия эксперимента:
- Определение первой константы устойчивости комплекса в системе
- Fe3+ 3-этил-2,4-пентандион (Et-AAV Условия эксперимента: