Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Химические науки
Физическая химия

Диссертационная работа:

Шаров Сергей Владимирович. Физико-химическое исследование комплексообразования металлов IIIA подгруппы с комплексонами смешанного типа : Дис. ... канд. хим. наук : 02.00.04 Тверь, 2006 112 с. РГБ ОД, 61:06-2/564

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

Список сокращений, и условных обозначений использованных в диссертации 4

ВВЕДЕНИЕ 5

ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1. Синтез КСТ, производных дикарбоновых кислот и их комплексонатов металлов 10

1.1. Конденсация аминокарбоновых кислот с галогензамещенными кислотами 12

1.2. Присоединение аминокислот по двойной связи ненасыщенных моно-и дикарбоновых кислот 13

1.3. Трибохимический способ получения комплексонов 15

1.4. Общие принципы синтеза комплексонатов металлов 15

2. Комплексообразование КСТ

2.1. Константы кислотной диссоциации КСТ 17

2.2. Комплексообразование щелочноземельных металлов с КСТ 20

2.3. Комплексообразование Зс1-металлов с КСТ 23

2.4. Комплексообразование РЗЭ с КСТ 26

3. Физико-химические методы исследования комплексонов и их комплексов с ионами металлов 29

3.1. Определение констант кислотной диссоциации 30

3.2. Методы исследования комплексообразования в растворах 33

3.2.1. Расчет констант устойчивости комплексов по методу Шварценбаха 34

3.2.2. Расчет констант устойчивости комплексов по методу Бьеррума 35

3.2.3. Изучение процессов комплексообразования по методу Ледена 37

3.2.4. Методы, основанные на применении функции F0([H]) 39

3.3. Термогравиметрический анализ 46

3.4. ИК спектроскопия 50

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ И ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ

4. Исследование комплексообразования КСТ

с ионами металлов Ш-А подгруппы в водных растворах

4.1. Реактивы, растворы

4.1.1. Синтез комплексонов 53

4.1.2. Рабочие растворы 56

4.2. Методы исследования 57

4.3. Обработка экспериментальных данных 60

4.4. Исследование процессов ступенчатой диссоциации КСТ 62

4.5. Исследование комплексообразования таллия (I) с КСТ 65

4.6. Исследование комплексообразования таллия (III) с КСТ 71

4.7. Исследование комплексообразования индия (III) с КСТ 83

4.8. Исследование комплексообразования галлия(Ш) и алюминия(Ш) с КСТ 92

5. Синтез и изучение свойств твердых комплексов металлов Ш-А

подгруппы с КСТ

5.1. Синтез комплексонатов таллия(Ш), индия(Ш) с КСТ 95

5.2. Термогравиметрическое изучение комплексонатов таллия(Ш), индия(Ш) с КСТ 96

5.3. ИК спектроскопическое изучение строения комплексонатов таллия(Ш), индия(Ш) с КСТ 99

ВЫВОДЫ 103

ЛИТЕРАТУРА 105 

Введение к работе:

Актуальность темы

Среди лигандов особое место занимают комплексоны. Комплексоны применяются в связи с их главным свойством - образовывать комплексы с металлами: в многих областях промышленности для удаления ненужных примесей или добавки необходимых веществ, в медицине, биологии, сельском хозяйстве - выведения токсичных и радиоактивных металлов, регуляции и восполнения биологически активных металлов, в аналитической химии для их определения.

Моно- и полиаминные комплексоны с карбоксильными группами являются одним из самых изученных и используемых классов комплексонов (нитрилотриуксусная кислота). Хотя они хорошо зарекомендовали себя в ряде областей практического применения, нельзя забывать и о существенных недостатках, присущих большинству представителей этого типа комплексонов: малая селективность действия, недостаточная растворимость в воде как самих комплексонов, так и их комплексонатов.

Особое место среди хелатообразующих агентов принадлежит КСТ, содержащим фрагменты различных кислотных заместителей при одном и том же атоме азота. Вызывает интерес, как отличаются свойства смешанных комплексонов от их прототипов с одним видом заместителей: имеют промежуточные значения или другие, возникающие из-за взаимодействия разных заместителей. Теоретически, подбирая нужные заместители можно синтезировать комплексон с необходимыми свойствами. Сочетание фрагментов различных кислотных заместителей у атома азота дает больше вариантов, чем у комплексонов с одним заместителем. Большее количество возможных представителей и различная природа кислотных заместителей позволяет говорить о большем разнообразие свойств группы КСТ. Поэтому представители КСТ могут проявлять необычные свойства и превосходить по некоторым параметрам традиционные.

Интересно рассмотреть смешанные моноаминные комплексоны с традиционным кислотным заместителем при донорном атоме азота (уксусной кислотой) и каким-то другим кислотным заместителем. Первый позволяет отслеживать связь данного комплексона с традиционными комплексонами, сохраняя некоторые свойства. Второй, видоизменяя их, в некоторых случаях может их улучшать.

В данной диссертации в качестве второго фрагмента рассматривается янтарная кислота. Представителями этого типа комплексонов являются КМАК и БКАК. Данные комплексоны не уступают традиционным комплексонам (ИДУК, НТУК) по координационной способности.

Совокупность химических и технологических свойств этих комплексонов: доступность исходных реагентов, биологическая активность, обусловленная наличием в структуре этих комплексонов фрагментов янтарной кислоты, и способность в условиях живой природы или естественных сбросов быстро разлагаться на аминокислоты делают их объектами для всестороннего изучения.

Вместе с тем они изучены не достаточно. В литературе имеются данные лишь об их комплексах со щёлочноземельными металлами, 3 d- металлами и РЗЭ. Какие-либо сведения об их комплексах с ионами металлов ША подгруппы, являющихся сильными комплексообразователями, полностью отсутствуют, что делает тему данного исследования актуальной. В связи с этим была сформулирована следующая цель работы:

Исследование связи реакционной способности моноаминных комплексонов смешанного типа с их строением и условиями осуществления реакции комплексообразования с металлами ША подгруппы. Для достижения этой цели был поставлены взаимосвязанные задачи:

1) физико-химическое изучение строения, состава и устойчивости комплексов КСТ с ионами металлов ША подгруппы потенциометрическими методами;

2) синтез твёрдых комплексонатов металлов ША подгруппы с исследуемыми комплексонами;

3) изучение методами ИК-спектроскопии и термического анализа полученных твердых комплексонатов.

Научная новизна работы.

Определены константы ступенчатой диссоциации КМАК и БКАК о при 25 С и нескольких значениях ионной силы 1= 0.1, 0.5 и 1.0 (KNO3), а также термодинамические значения этих констант.

Потенциометрическими методами (рН- и ОВ-потенциометрия) изучено комплексообразование в водных растворах ионов металлов ША подгруппы с КМАК, БКАК. Впервые определены состав и константы устойчивости образующихся комплексов.

Выявлены закономерности в реакциях образования различных комплексных соединений в изученных системах в водных растворах. Выявлена взаимосвязь структурных изменений, происходящих с реагентами в реакциях комплексообразования.

Выделены в твёрдом виде средние и протонированные комплексонаты КМАК, БКАК с ТГ , InJ\ Проведено ИК спектроскопическое и термогравиметрическое изучение твёрдых комплексов и получены данные о их строении.

Практическая значимость

Полученные величины констант устойчивости комплексов элементов ША подгруппы с КСТ позволяют сделать вывод, что эти комплексоны могут быть с успехом использованы для определения исследуемых металлов. Больше всего это касается индия(Ш) и таллия (III), константы устойчивости которых особенно высоки.

Результаты изучения КСТ могут быть использованы в учебном процессе на кафедре неорганической и аналитической химии ТвГУ.

Данные комплексоны могут использоваться в промышленности в качестве добавки для влияния на ионы металлов (например, замедлитель гидратации вяжущих), в сельском хозяйстве и медицине как биологически активные металлокомплексные препараты (например, биостимуляторы). Полученная информация о их строении и устойчивости с металлами ША подгруппы позволяют более эффективно их использовать в присутствии данных металлов.

Апробация работы. Материалы диссертации были представлены на 10 конференциях: на XXXIX Всероссийской научной конференции по проблемам естественных наук, Москва, 2003 г.; на IV Всероссийской конференции «Современные проблемы теоретической и экспериментальной химии», Саратов, 2003 г.;на Всероссийской научной конференции «Молодежь и химия». Красноярск, 2003 г.; на XVII Менделеевских съезде по общей и прикладной химии, Казань, 2003 г.; на XI Региональных Каргинских чтений, Тверь, 2004 г.; на IX Международной конференции «Проблемы сольватации и комплексообразования в растворах», Плес, 2004 г.; на IV Междунар. конф. по экологической химии. Кишинев, 2005 г.; на XXII Междунар. конф. по координационной химии, Кишинев, 2005 г.; на XV

Международной конференции по химической термодинамике, Москва, 2005 г.; на II Всероссийской конференции, Барнаул, 2005 г.

Публикации.

По материалам диссертации опубликовано 9 статей, 8 тезисов докладов.

Объём и структура работы

Диссертация изложена на 112 страницах машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы, экспериментальной части и обсуждения результатов, выводов, списка литературы, состоящего из 108 библиографических ссылок. Работа содержит 23 рисунка, 15 таблиц.

Подобные работы
Щелочков Алексей Георгиевич
Физико-химическое исследование процессов комплексообразования и окислительной деструкции индолил-3-уксусной кислоты
Никольский Виктор Михайлович
Особенности физико-химических свойств новых комплексонов моноаминного типа и их комплексов
Сырбу Светлана Александровна
Влияние межмолекулярных взаимодействий на физико-химические свойства жидкокристаллических систем нематического типа
Жуков Эдуард Григорьевич
Физико-химические основы получения магнитных полупроводников - халькогенидных шпинелей типа A_1-x B_x Cr_2 X_4 (A, B=Fe, Co, Cu, Zn, Cd, Sn, Hg; X=S, Se)
Фомина Лариса Валерьевна
Физико-химические аспекты формирования нанослоевых структур контактов Ir-GaAs n-типа в условиях халькогенной пассивации поверхности полупроводника и электрохимического осаждения металла
Баранова Надежда Владимировна
Физико-химические исследования модифицирования никелированных стеклянных микросфер
Гольдт Илья Валерьевич
Синтез и физико-химические исследования продуктов фторирования C_60 комплексными и бинарными фторидами металлов
Фёдорова Марина Владимировна
Синтез и физико-химическое исследование электропроводного полимера поли (a-нафтиламина) и создание сенсоров на его основе
Запсис Константин Васильевич
Синтез и физико-химическое исследование наночастиц оксидов металлов (Cu2O, Fe2O3, ZnO) в полиэтиленовой матрице
Воденкова Наталья Николаевна
Исследование физико-химических свойств и равновесных превращений треталкилбензолов

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net