📄Работа №133852

Тема: Растворимость и строение равновесных кристаллических фаз в системах MX2 - S1 - S2 (M = Co, Cu; X = Cl, Br; S1, S2 = диметилсульфоксид, N,N-диметилацетамид, N,Nдиметилформамид, 1,4-диоксан) при 25C

📝

Тип работы Бакалаврская работа

📚

Предмет химия

📄

Объем: 67 листов

📅

Год: 2020

👁️

4285 руб.

🛒 Купить работу

Не подходит эта работа?
Закажите новую по вашим требованиям

Узнать цену на написание

ℹ️ Настоящий учебно-методический информационный материал размещён в ознакомительных и исследовательских целях и представляет собой пример учебного исследования. Не является готовым научным трудом и требует самостоятельной переработки.

📋 Содержание 📖 Введение ✅ Заключение 📕 Литература 🔍 Похожие 🛒 Купить

📋 Содержание

ВВЕДЕНИЕ
1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР
1.1 Физико-химические свойства индивидуальных и смешанных растворителей
1.1.1 Свойства индивидуальных растворителей
1.1.2 Свойства смешанных растворителей
1.1.2.1 Смеси DMSO и DMA с 1,4-диоксаном
1.1.2.2 Смесь DMSO с DMA
1.2 Физико-химические свойства солевых компонентов
1.2.1 Кислотно-основные свойства солевых компонентов
1.2.2 Факторы, влияющие на растворимость
1.3 Механизм растворения и образования твердой фазы
1.4 Взаимосвязь структурного типа кристаллосольвата со свойствами компонентов
раствора и растворимостью 17
1.5 Ацидокомлексообразование в бинарных системах
1.6 Конкурирующая сольватация в тройных системах и формирование
кристаллосольватов
1.7 Кристаллосольваты в бинарных системах
1.7.1 Сольваты хлорида меди
1.7.2 Сольваты бромида меди
1.7.3 Сольваты хлорида кобальта
1.7.4 Сольваты бромида кобальта
2 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
2.1 Подготовка реактивов и приготовление трехкомпонентных систем
2.2 Методика определения растворимости
2.3 Методы исследования структуры получаемых сольватов
2.4 Предполагаемые вид диаграмм растворимости и структуры смешанных
сольватов
3 ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
3.1 Системы, содержащие галогениды кобальта
3.1.1 Система DMSO-DX
3.1.2 Система DMA-DX
3.1.3 Система DMSO-DMA
3.2 Системы, содержащие галогениды меди
3.2.1 Система DMSO-DX
3.2.2 Система DMA–DX
3.2.3 Система DMSO–DMA
3.3 Сравнение систем, содержащих галогениды кобальта и меди
3.3.1 Системы, содержащие хлориды кобальта и меди и смешанный растворитель
DMSO–DX
3.3.2 Системы, содержащие бромиды кобальта и меди и смешанный растворитель
DMSO–DX
3.3.3 Системы, содержащие бромиды кобальта и меди и смешанный растворитель
DMSO–DMA
РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
БЛАГОДАРНОСТИ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ

3.2.2 Система DMA-DX
44
3.2.3 Система DMSO-DMA
45
3.3 Сравнение систем, содержащих галогениды кобальта и меди
49
3.3.1 Системы, содержащие хлориды кобальта и меди и смешанный растворитель
DMSO-DX 49
3.3.2 Системы, содержащие бромиды кобальта и меди и смешанный растворитель
DMSO-DX 50
3.3.3 Системы, содержащие бромиды кобальта и меди и смешанный растворитель DMSO-DMA
50
РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
52
БЛАГОДАРНОСТИ
53
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
54
ПРИЛОЖЕНИЯ

📖 Введение

На сегодняшний день проблема влияния химических взаимодействий на форму изотермо-изобарических диаграмм равновесия «раствор - твердая фаза» в трехкомпонентных органо-солевых системах, а также на состав и структуру кристаллосольватов, кристаллизующихся в них, является малоизученным разделом в современной химии растворов. Вместе с тем, знания о растворимости в многокомпонентных системах могут быть использованы на производстве и в лабораторной практике. Например, в растворах солей d-элементов образуются сольваты, которые потенциально могут быть использованы в качестве катализаторов химических реакций [1-3], что может стать заменой дорогим и сложным в синтезе катализаторам на основе платиновых металлов. Также результаты подобных исследований могут быть использованы при создании единой модели, описывающей взаимодействия в растворах, которая может позволить перейти к направленному жидкофазному синтезу неорганических соединений и материалов с заранее прогнозируемыми свойствами, что и определяет актуальность работы.
Данная работа является частью широкого цикла исследований, посвященных изучению равновесия «раствор-твердая фаза» в тройных системах, содержащих соли различных переходных элементов. Цель данной работы компонентов на состав, структуру и условия формирования кристаллосольватов в системах MX2-S1-S2 (M = Co, Cu; X = Cl, Br; Si, S2 = диметилсульфоксид, Х,Х-диметила- цетамид, 1,4-диоксан).
Данная работа является частью многолетнего цикла исследований, проводимых в лаборатории химии растворов Института химии, посвященных исследованиям фазовых равновесий в многокомпонентных растворах электролитов.
В качестве солевых компонентов в данной работе были выбраны хлориды и бромиды кобальта и меди, так как данные соли легко доступны, устойчивы при хранении, их легко получить в безводном состоянии, в их растворах не протекают процессы сольволиза. Более того ионы кобальта (II) и меди (II), а также хлорид- и бромид-ионы значительно отличаются по параметру мягкости, что позволяет получать различные комбинации в мягкостях катиона и аниона. Полученные в данной работе результаты дополнят ранее полученные данные.
Выбор в качестве растворителей диметилсульфоксида, N,N-диметилацетамида и 1,4-диоксана обусловлен следующими факторами: они смешиваются друг с другом в любом соотношении, имеют различные значения таких параметров, как диэлектрическая проницаемость, донорное и акцепторное числа (по Гутману), параметры мягкости (по Маркусу), что позволяет акцентировать внимание на влиянии отличий данных характеристик на равновесие «раствор - твердая фаза». Немаловажным фактором является и то, что данные растворители очень распространены, например, в органическом синтезе.
В работе поставлены следующие основные задачи:
1. Определение растворимости и ее изменения при варьировании состава смешанного растворителя;
2. Определение состава и структуры равновесных с насыщенным раствором твердых фаз, а также областей их кристаллизации.
3. Проведение анализа влияния свойств солевого компонента, а также состава и структуры смешанного растворителя в тройных системах на форму диаграмм равновесия «раствор-твердая фаза» и строение кристаллизующихся соединений.
В ходе работы использовались следующие экспериментальные методы:
1. Для приготовления насыщенных растворов: методы изотермического насыщения и снятия пересыщения;
2. Для определения концентрации насыщенного раствора: метод комплексоно¬метрического титрования;
3. Для определения строения равновесной твердой фазы: рентгеноструктурный анализ;
4. Для доказательства чистоты и идентичности фазового состава сольватов: рентгенофазовый анализ;
5. Для установления состава твердых фаз при затруднениях с проведением рентгеноструктурного анализа: элементный анализ.

✅ Заключение

В работе изучалось равновесие «раствор-твердая фаза» для шести органо-солевых систем при 298 К. Основные результаты и выводы представлены ниже:
1. Получены изотермы растворимости галогенидов кобальта и меди в смесях DMSO-DX, DMA-DX и DMSO-DMA при 298 К.
2. Получены и охарактеризованы все равновесные кристаллические фазы, а также определены области их кристаллизации; 5 соединений получены в данной работе впервые, 4 из них охарактеризованы методом рентгеноструктурного анализа.
3. Показана взаимосвязь процессов, протекающих в растворе с формой изотермы растворимости, а также их влияние на структуру кристаллизующегося соединения: высокий вклад процессов катионной сольватации приводит к образованию сольватов островной структуры, тогда как в системах со значительным вкладом ацидокомплексообразования или ассоциации кристаллизуются полимерные сольваты.
4. Показано, что наибольшую суммарную протяженность областей кристаллизации имеют сольваты, содержащие в качестве лиганда более донорный растворитель.

Нужна своя уникальная работа?

Срочная разработка под ваши требования

Рассчитать стоимость

ИЛИ

Поиск аналога

📕 Список литературы

1. Sipos G., Drinkel E. E., Dorta R. The emergence of sulfoxides as efficient ligands in transition metal catalysis // Chem. Soc. Rev., 2015, 44, pp. 3834-3860
2. Beletskaya I.P., Cheprakov A.V. Copper in cross-coupling reactions. The post- Ullmann chemistry // Coord. Chem. Rev. 2004. 248. 2337-2364.
3. Barbier-BaudriD., DormondA., RichardS., Desmurs J.R. Catalytic activity of solv¬ated and unsolvated lanthanide halides in Friedel-Crafts acylations // J. Mol. Catal. A. 2000. 161. 23-29.
4. Крешков А. П. Основы аналитической химии/Т. 3. - М.: Книга по требованию,
С. 430
5. Gutmann, V.Coordination Chemistry in Non-Aqueous Solutions. // Springer: Wien, New York, 1968
6. Р. Дж. Пирсон // Успехи химии, том 15, 7, 1971, С. 1259
7. Москва В.В. // Соросовский образовательный журнал, No12, 1996, С. 33-40
8. Marcus, Y.// The Journal of Physical Chemistry 1987, 91 (16), С. 4422-4428
9. Кукушкин Ю. Н. Диметилсульфоксид - важнейший апротонный растворитель // Соросовский образовательный журнал, 1997, 9, 54-59
10. Risberg E. D., Mink J., Abbasi A., Skripkin M. Yu., Hajba L., Lindqvist-Reis P., Bencze E., Sandstroem M. Ambidentate coordination in hydrogen bonded dimethyl sulfoxide, (CH3)2SO...H3O+, and in dichlorobis(dimethyl sulfoxide) palladium(II) and platinum(II) solid solvates, by vibrational and sulfur K-edge X-ray absorption spectroscopy // Dalton Trans., 2009, 0, 1328-1338
11. Abbasi A., Skripkin M. Yu., Eriksson L., Torapava N. Ambidentate coordination of dimethyl sulfoxide in rhodium(III) complexes // Dalton Trans., 2011, 40, 1111
12. Cibulka I., Fontaine JC., Sosnkowska-Kehiaian K., Kehiaian H.V. Heat of Mixing and Solution of Dimethyl sulfoxide C2H6OS + C4H8O2 1,4-Dioxane (HMSD1111, LB3966_H). (2012), in: Binary Liquid Systems of Nonelectrolytes III. Landolt-Bornstein - Group IV Physical Chemistry (Numerical Data and Functional Relationships in Science and Technology), vol. 26C. Springer, Berlin, Heidelberg
13. Omota L.-M., Iulian Olga, Omota F., Ciocirlan O. Densities and derived properties of water, 1,4-dioxane and dimethylsulfoxide binary and ternary systems at temperatures from 293.15 K to 313.15 K // Revue Roumaine de Chimie, 2009, 54(1), 63-73
14. Jagadish G. Baragi, Mrityunjaya I. Aralaguppi, Tejraj M. Aminabhavi, Mahadcvappu Y. Kariduraganavar, Shrikant S. Kulkarni// J. Chem. Eng. Data, 50, 2005, pp. 917-923 Density, Viscosity, Refractive Index, and Speed of Sound for Binary Mix¬tures of 1,4-Dioxane with Different Organic Liquids at (298.15, 303.15, and 308.15) K
15. Y. Imazaki, H. Nakamura, K. Ozutsumi (2015): X-ray structural studies on micro¬scopic mixing in binary mixtures of dimethyl sulphoxide with acetonitrile and N,N-dimethyl- formamide, Physics and Chemistry of Liquids
16. Крестов Г.А., Термодинамика ионных процессов в растворах, Л., Химия, 1984
17. Лилич Л.С., Хрипун М.К., Растворы как химические системы, СПб, 1994
18. Гордон Дж. Органическая химия растворов электролитов. М.: Мир, 1979.
712с.
19. Богачев Н^^.//Диссертация на соискание ученой степени кандидата химиче¬ских наук, СПб, 2018
20. Marcus Y. Linear solvation energy relationships. A scale describing the —softnessl of solvents // J. Phys. Chem. 1987. 91 (16). 4422-4428.
21. Sillen L.G., Martell A.E., Bjerrum J. Stability constants of metal-ion complexes. London: Chemical Society. 1964. 754 p.
22. Suzuki H., Ishiguro S.-I. Formation of chloro complexes of manganese(II), co- balt(II), nickel(II) and zinc(II) in dimethyl sulphoxide // J. Chem. Soc. Faraday Trans. 1990. 86 (12). 2179-2185.
23. Ishiguro S.-I. Steric effect on solvation and complexation of metal ions in solution // Pure Appl. Chem. 1994. 66 (3). 393-397.
24. Pilarczyk M., Klinszporn L. Spectrophotometric and conductometric study of co- balt(II) bromide-dimethyl sulfoxide solutions // J. Chem. Soc. Dalton Trans. 1988. 2. 369¬372.
25. Pilarczyk M., Klinszporn L. Ionization equilibria in solutions of cobalt(II) bromide in N,N- dimethylformamide // Electrochim. Acta. 1986. 31 (2). 185-192.
26. Elleb M., Meullemeestre J., Schwing-Weil M.-J., Vierling F. Stability, electronic spectra, and structure of the copper(II) chloride complexes in N,N-dimethylformamide // In- org. Chem. 1980. 19. 2699-2704.
27. Sreekumar T.K., Kalidas C. Preferential Solvation of Some Copper (II) Salts in Dioxane-Dimethylsulphoxide (DMSO) Mixtures // Ber. Bunsenges. Phys. Chem., 1994, 98, 102-106
28. Ohtaki H. Ionic Solvation in Aqueous and Nonaqueous Solutions // Monatshefte fuer Chemie, 2001, 132, 11, 1237-1268
29. Marcus Y. Preferential solvation of ions in mixed solvents. 6: Univalent anions in aqueous organic solvents according to the inverse Kirkwood-Buff integral (IKBI) approach // J. Chem. Thermodynamics, 2007, 39, 1338-1345
30. Swank D. D., Landee C. P., Willett R. D. Crystal structure and magnetic suscepti¬bility of copper (II) chloride tetramethylsulfoxide [CuCl2(TMSO)] and copper (II) chloride monodimethylsulfoxide [CuCl2(DMSO)]: Ferromagnetic spin-12 Heisenberg linear chains // Phys. Rev. B, 1979, 20, 2154-2162
31. Barnes J. C., Weakley T. J. R. Acta Crystallogr., Sect. B: Struct. Crystallogr. Cryst. Chem, 1977, 33, 921
32. K. K. Spektor, G. L. Starova, Yu. M. Skripkin, and L. V. Stepakova Influence of Acido Ligands on the Structure of Copper Dihalide Solvates with Dimethyl Sulfoxide and N,N-Dimethylformamide // Rus. J. Gen. Chem., 2011, Vol. 81, No. 9, pp. 1772-1777
33. N. Ray Chaudhuri, S. Mitra, G.K. Pathak Non-isothermal Studies of Adduct Mol¬ecules of Metallic Halides with Oxo-compounds in solid state. I. // Bull. Chem. Soc. Jpn., 1975, Vol.48, No. 8, pp. 2375-2380
34. Baidina, I. A. Imanakunov, B. I. Toktomatov, T. A. Stabnikov, P. A. Preparation and structure of tetrachloro(p-N,N'-hexamethylenetetramine)tetrakis(dimethyl sulfoxide)dicobalt // J. Inorg. Chem, 1991, Vol. 36, Issue 3, pp. 775-781
35. E.Lindner, B.Perdikatsis, A.Thasitis, Zeitschrift fur Anorganische und Allgemeine Chemie, 1973, 402, 67
36. Zhiming Duan, Yan Zhang, Bin Zhang, Daoben Zhu,Journal of the American Chemical Society, 2009, 131, 6934
37. Kursk^^, S. N., Ivleva, I. N., Lavrent’^^, I. P., Filipenko, O. S., Khidekel’, M. L. Oxidation of transition metals in the liquid phase. Bulletin of the Academy of Sciences of the USSR Division of Chemical Science, 1976, Vol. 25 No. 7, pp. 1380-1385.
38. Zhiming Duan, Yan Zhang, Bin Zhang, Daoben Zhu, CrystEngComm, 2011, 13, 6801

🛒 Оформить заказ

⚡ Работу высылаем в течении 5 минут после оплаты.

Имя

E-mail

Телефон

Дополнительная информация

С условиями приобретения работы согласен

📋 Содержание 📖 Введение ✅ Заключение 📕 Литература 🔍 Похожие 🛒 Купить ⬆️

Оценка стоимости

Предмет *

Тип работы *

Объем работы *

Срок выполнения *

Это краткая форма заказа. После ее заполнения вы перейдете на полную форму заказа работы

Каталог работ (208540)

Статьи

»» Все статьи

Вход в личный кабинет