Национальный цифровой ресурс Руконт - межотраслевая электронная библиотека (ЭБС) на базе технологии Контекстум (всего произведений: 634794)
Контекстум
.
Известия высших учебных заведений. Серия "Химия и химическая технология"

Известия высших учебных заведений. Серия "Химия и химическая технология" №1 2013 (190,00 руб.)

0   0
Страниц119
ID326353
АннотацияМеждисциплинарное издание, охватывающее подразделы теоретической химии, процессы и аппараты химической технологии. Рассматриваются проблемы на стыке физики и химии и химического аппаратостроения. Журнал публикует обзоры, статьи, краткие сообщения и научно-методические проблемы.
Известия высших учебных заведений. Серия "Химия и химическая технология" .— 2013 .— №1 .— 119 с. : ил. — URL: https://rucont.ru/efd/326353 (дата обращения: 25.04.2024)

Также для выпуска доступны отдельные статьи:
ВЛИЯНИЕ РАСТВОРИТЕЛЯ НА УСТОЙЧИВОСТЬ КООРДИНАЦИОННЫХ СОЕДИНЕНИЙ ВИТАМИНОВ ГРУППЫ В / Душина (90,00 руб.)
СИНТЕЗ И СТРУКТУРНОЕ РАЗНООБРАЗИЕ 1,6-ДИАЛКИЛ-3,4-ДИГИДРОКСИ-2,4- ГЕКСАДИЕН-1,6-ДИОНОВ / Карманова (90,00 руб.)
СИНТЕЗ ДИАЛКИНИЛСИЛАНОВ / Коншин (90,00 руб.)
СОСТАВ, СТРУКТУРА И СВОЙСТВА ЛИТИЙАЛЮМИНИЕВОГО КОНЦЕНТРАТА, ВЫДЕЛЕННОГО ИЗ ГЕОТЕРМАЛЬНОЙ МИНЕРАЛИЗОВАННОЙ ВОДЫ / Рамазанов (90,00 руб.)
КИНЕТИКА РЕАКЦИИ ЖИДКОФАЗНОЙ КАТАЛИТИЧЕСКОЙ ГИДРОГЕНИЗАЦИИ С УЧЕТОМ ПРОЦЕССА ПАРАЛЛЕЛЬНОГО ДЕГИДРИРОВАНИЯ РАСТВОРИТЕЛЯ / Улитин (90,00 руб.)
УСТОЙЧИВОСТЬ КАЛИЙ-ЦЕЗИЕВЫХ ФЕРРИТНЫХ СИСТЕМ, ЛЕГИРОВАННЫХ РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫМИ МЕТАЛЛАМИ / Аниканова (90,00 руб.)
КАТАЛИТИЧЕСКОЕ ВЛИЯНИЕ ТАЛЛИЯ НА ЭЛЕКТРОВОССТАНОВЛЕНИЕ Cu(II) ИЗ НИТРАТНЫХ ЭЛЕКТРОЛИТОВ / Иванова (90,00 руб.)
ХИМИЧЕСКОЕ ОСАЖДЕНИЕ НИКЕЛЯ НА УГЛЕРОДНОМ ВОЛОКНЕ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ГИДРОКСИМЕТАНСУЛЬФИНАТА НАТРИЯ / Поленов (90,00 руб.)
ВЛИЯНИЕ ЦИНКАТА НА ОБРАТИМОСТЬ РАЗНЫХ ВИДОВ ОКСИДНО-НИКЕЛЕВЫХ ЭЛЕКТРОДОВ В ЩЕЛОЧНО-ЦИНКАТНЫХ ЭЛЕКТРОЛИТАХ / Козырин (90,00 руб.)
КИНЕТИКА ЭКСТРАКЦИИ АРСЕНИТ-ИОНОВ АЛКИЛАМИНАМИ / Мальцев (90,00 руб.)
ЭКСТРАКЦИЯ МЕДИ(II) N′,N′-ДИИЗОБУТИЛ-пара-ТРЕТБУТИЛБЕНЗОГИДРАЗИДОМ / Муксинова (90,00 руб.)
ИССЛЕДОВАНИЕ ЧЕТЫРЕХКОМПОНЕНТНОЙ СИСТЕМЫ KF-KBr-K2WO4-K2MoO4 / Гаркушин (90,00 руб.)
КИНЕТИКА РАСПЫЛЕНИЯ ГРАФИТОВОГО АНОДА В ПОДВОДНОМ ТОРЦЕВОМ РАЗРЯДЕ / Силкин (90,00 руб.)
СПЕКТРАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПЛАЗМЫ ТЛЕЮЩЕГО РАЗРЯДА В МЕТАНЕ И ЕГО СМЕСЯХ С АРГОНОМ / Баринов (90,00 руб.)
МЕТОДИКИ ОБРАБОТКИ ЭЛЕКТРОНОГРАФИЧЕСКИХ ДАННЫХ И ИХ ПРОГРАММНЫЕ РЕАЛИЗАЦИИ. ЧАСТЬ I. ПЕРВИЧНАЯ ОБРАБОТКА ЭЛЕКТРОНОГРАФИЧЕСКИХ ДАННЫХ / Захаров (90,00 руб.)
МЕТОДИКИ ОБРАБОТКИ ЭЛЕКТРОНОГРАФИЧЕСКИХ ДАННЫХ И ИХ ПРОГРАММНЫЕ РЕАЛИЗАЦИИ. ЧАСТЬ II. РАСЧЕТ СРЕДНЕКВАДРАТИЧНЫХ АМПЛИТУД КОЛЕБАНИЙ И КОЛЕБАТЕЛЬНЫХ ПОПРАВОК К МЕЖЪЯДЕРНЫМ РАССТОЯНИЯМ. МНК-АНАЛИЗ / Захаров (90,00 руб.)
ВЛИЯНИЕ КОНЦЕНТРАЦИИ ПОЛИ(N-ВИНИЛПИРРОЛИДОНА) НА СКОРОСТЬ ОКИСЛИТЕЛЬНОЙ ПОЛИМЕРИЗАЦИИ ПИРРОЛА В ВОДНОМ РАСТВОРЕ / Межуев (90,00 руб.)
КИНЕТИКА РЕАКЦИИ ГИДРОГЕНИЗАЦИИ 4-НИТРОТОЛУОЛА НА СКЕЛЕТНОМ НИКЕЛЕ В ВОДНЫХ РАСТВОРАХ 2-ПРОПАНОЛА II. КОНСТАНТЫ СКОРОСТИ И ЭНЕРГИИ АКТИВАЦИИ РЕАКЦИИ ПРИ РАЗЛИЧНЫХ ДАВЛЕНИЯХ ВОДОРОДА / Захаров (90,00 руб.)
ЛАБИЛИЗАЦИЯ РОДИЯ(III) В ПРОЦЕССАХ ПРОВЕДЕНИЯ ЦВЕТНЫХ РЕАКЦИЙ / Арабова (90,00 руб.)
АНАЛИТИЧЕСКИЙ СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОПТИМАЛЬНЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ПРОЦЕССА КАРБИДИЗАЦИИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ГЕНЕТИЧЕСКОГО АЛГОРИТМА / Парфенова (90,00 руб.)
ОТВЕРЖДЕНИЕ ЖИДКИХ ОЛИГОДИМЕТИЛСИЛОКСАНДИОЛОВ МЕТИЛТРИАЦЕТОКСИСИЛАНОМ / Хелевина (90,00 руб.)
ОГНЕЗАЩИТНАЯ МОДИФИКАЦИЯ ПОЛИАКРИЛОНИТРИЛЬНЫХ ВОЛОКНИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ / Бесшапошникова (90,00 руб.)
ХИМИЧЕСКАЯ МОДИФИКАЦИЯ УГЛЕРОДНЫХ НАНОТРУБОК / Осипов (90,00 руб.)
ИСПАРЕНИЕ ТОНКОЙ ТОПЛИВНОЙ ПЛЕНКИ В УСЛОВИЯХ ИНТЕНСИВНОГО ТЕПЛООТВОДА СО СТОРОНЫ ГАЗА / Мишта (90,00 руб.)
АЛГОРИТМЫ ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЙ ПРИ ТУШЕНИИ ПОЖАРОВ НА ОБЪЕКТАХ ХИМИЧЕСКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ / Семенов (90,00 руб.)
ПОЛИВАРИАНТНОЕ ЭКСПРЕСС-ТЕСТИРОВАНИЕ НА ЛЕКЦИЯХ ПО ОБЩЕЙ ХИМИИ / Балашова (90,00 руб.)
К ЮБИЛЕЮ МИХАИЛА ВАСИЛЬЕВИЧА КЛЮЕВА / (90,00 руб.)

Предпросмотр (выдержки из произведения)

1а) представляется типичным случаем действия координирующего растворителя: значительно и в равной степени сольватированы центральный ион и комплексная частица в широкой области составов водно-диметилсульфоксидного растворителя. <...> Зависимости ΔtG° переноса реакции (1), никотинамида (2), Cu2+ [9-10] (3), комплексной частицы CuL2+ (4) от состава растворителей вода-диметилсульфоксид (а) и вода-этанол (б) Fig. <...> The transfer enthalpy change of copper (II) and the nicotinamide - copper (II) complex ХДМСО ∆tr Ho(Cu2+), кДж/моль ∆tr Ho(CuL2+), кДж/моль 0,1 5,0 0,3 0,5 0,7 0,9 -31,9 -55,2 -61,6 -70,0 4,23 -29,99 -55,34 -64,55 -71,98 Для поиска причин компенсационного характера изменения энергии Гиббса переноса центрального иона и комплексной частицы, на примере реакции образования никотинамидного комплекса меди(II), представим данные калориметрических измерений [12]. <...> Аналогичные результаты получены, например, для аммиачных и этилендиаминовых комплексов Ni2+ в водно-диметилсульфоксидных растворителях [13]. <...> Изменения энергии Гиббса переноса реакции (1) образования никотинатного комплекса меди (II), никотинат-иона (2), Сu2+ (3) и комплексной частицы (4) из воды в водно-этанольный (а) и водно-диметилсульфоксидный (б) растворитель Fig. <...> Влияние водно-диметилсульфоксидного растворителя на комплексообразование меди (II) с молекулярной (а) и цвиттер-ионной (б) формами никотиновой кислоты; 1 – реакция, 2 - лиганд, 3 – центральный ион Fig. <...> Энергии Гиббса переноса реагентов и реакции ком2 - лиганд, 3 – центральный ион, 4 – комплексная частица Fig. <...> Влияние состава водно-этанольного растворителя на энергии Гиббса переноса реакции образования никотинамидного комплекса железа (III) (1), лиганда (2) и ионной составляющей (3) из воды в смешанный растворитель Fig. <...> Ионные составляющие энергии Гиббса переноса реакции комплексообразования меди(II) и серебра(I) с никотинамидом из воды в водно-диметилсульфоксидный растворитель; 1 - Ag+, 2 – AgNicNH2 +, 3 – Cu2+, 4 - CuNicNH2 +, 3 - Cu2+, 4 - CuNicNH2 2+ 2+ Fig. <...> Изменения энергии Гиббса переноса Fe3+ из воды в водно-этанольный <...>
Известия_высших_учебных_заведений._Химия_и_химическая_технология_№1_2013.pdf
Т 56 (1) ИЗВЕСТИЯ ВЫСШИХ УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИЙ ХИМИЯ И ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ 2013 УДК 544.3:544.41 С.В. Душина, В.А. Шарнин ВЛИЯНИЕ РАСТВОРИТЕЛЯ НА УСТОЙЧИВОСТЬ КООРДИНАЦИОННЫХ СОЕДИНЕНИЙ ВИТАМИНОВ ГРУППЫ В национных равновесий ионов Ag+, Cu2+, Fe3+с никотинат-ионом, никотиновой кислотой и ее амидом в водных и водно-органических растворителях. Применение сольватационно-термодинамического подхода к описанию роли растворителя в реакциях комплексообразования показало определяющую роль сольватационного вклада лиганда и его донорного центра в изменение устойчивости комплексных соединений при замене одного растворителя на другой. (Ивановский государственный химико-технологический университет) Представлено обобщение экспериментальных данных по термодинамике коордиДушина Светлана Владимировна – к.х.н., доцент кафедры аналитической химии ИГХТУ Область научных интересов: термодинамика реакций комплексообразования, структура и сольватация реагентов. Тел.: +7(4932)30-73-46 доб. 3-28, e-mail: dushina@isuct.ru Шарнин Валентин Аркадьевич – д.х.н., профессор, зав. кафедрой общей химической технологии ИГХТУ, Заслуженный деятель науки РФ, Лауреат Премии Правительства РФ в области образования, Почетный работник высшего профессионального образования РФ, академик Академии инженерных наук РФ. Область научных интересов: термодинамика реакций комплексообразования и сольватации реагентов в различных средах. Тел.: +7(4932) 32-95-02, e-mail: sharn@isuct.ru Ключевые слова: термодинамика, комплексообразование, константа устойчивости, энергия Гиббса переноса, сольватация, никотинамид, никотиновая кислота Образование координационной связи металл – лиганд может существенно изменять свойства исходных соединений, придавая им те или иные необходимые характеристики. Перспективным, например, является моделирование лекарственных средств, сконструированных на основе взаимодействий металл – лиганд (комплекстерапия) [1-3]. Биометаллы находятся в организме в виде катионов, связанных координационными связями ________________________________ * Обзорная статья с лигандами. Способность образовывать прочные комплексы с металлами запрограммирована в самой структуре гетероциклов. Жестко ориентированная в пространстве неподеленная электронная пара пиридинового атома азота идеально приспособлена для координации с любыми металлическими ионами [4]. Одним из представителей производных пиридина является никотинамид (NicNH2), который наряду с никотиновой кислотой рассматривается как витамин РР (от итал. preventive pellagra – предотвращающий пеллагру) [5]. В тканях оргаХИМИЯ И ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ 2013 том 56 вып. 1 3
Стр.1
низма оба витаминоподобных вещества участвуют в синтезе коферментов никотинамидадениндинуклеатида (НАД) и никотинамидадениндинуклеатидфосфата (НАДФ). В фармацевтической химии NicNH2 широко известен как гидротропный агент. Никотиновая кислота кроме противопеллагрической функции улучшает углеводный обмен, действует положительно при легких формах диабета, заболеваниях печени, сердца и т. д. [6]. Очень сильно выражено сосудорасширяющее действие никотиновой кислоты, особенно по отношению к мелким сосудам и капиллярам [6-8]. КОМПЛЕКСООБРАЗОВАНИЕ С ИОНАМИ МЕДИ(II) Константы координационных равновесий с участием никотинамида рассчитаны из данных потенциометрического титрования и приведены в табл. 1. Таблица 1 [CuNicNH2]2+ в водно-органических растворителях. I = 0,25 (NaClO4), T = 298,2 K Константы устойчивости (lgβ± 0,05) комплексов Table 1. The complexes [CuNicNH2]2+ stability Растворитель constants (lgβ±0,05) in water-organic solvents I = 0.25 (NaClO4); 298.15 K ХS, м. д. вода – EtOH 1,55 1,49 1,42 1,30 1,61 1,82 – 0,0 0,1 0,3 0,5 0,7 0,85 0,9 0,97 – вода – ДМСО 1,55 1,57 1,66 1,56 1,44 – 1,48 1,47 В водно-этанольных растворителях устойчивость комплексного соединения сначала уменьшается с ростом концентрации этанола, а при Х(EtOH)>0,5 м.д. увеличивается. Воднодиметилсульфоксидные растворители, в пределах погрешности определения константы, практически не оказывают влияние на устойчивость монолигандных комплексов меди(II) с никотинамидом (табл. 1). Имея данные по величинам изменения энергии Гиббса переноса иона меди (II) [9-10] и лиганда [11] для данной реакции проведем анализ сольватационных вкладов реагентов в изменение энергии Гиббса переноса реакции образования комплекса меди(II) c никотинамидом. Влияние диметилсульфоксида (рис. 1а) представляется типичным случаем действия координирующего растворителя: значительно и в равной степени сольватированы центральный ион и комплексная частица в широкой области составов водно-диметилсульфоксидного растворителя. Изменение энергии Гиббса переноса лиганда невелико, формально оно определяет соответствующую термодинамическую характеристику переноса реакции. 4 ХЕtOH, м.д. Рис. 1. Зависимости ΔtG° переноса реакции (1), никотинамида (2), Cu2+ [9-10] (3), комплексной частицы CuL2+ (4) от состава растворителей вода-диметилсульфоксид (а) и вода-этанол (б) Fig. 1. Transfer ΔtrG° dependence of reaction (1), nicotinamide (2), Cu2+ [9-10] (3), the complex particle CuL2+ (4) on the composition of the dimethylsulfoxide-water (a) and water-ethanol (б) solvent Таблица 2 Изменения энтальпийных характеристик переноса меди (II) и никотинамидного комплекса меди (II) Table 2. The transfer enthalpy change of copper (II) and the nicotinamide - copper (II) complex ХДМСО ∆tr Ho(Cu2+), кДж/моль ∆tr Ho(CuL2+), кДж/моль 0,1 5,0 0,3 0,5 0,7 0,9 -31,9 -55,2 -61,6 -70,0 4,23 -29,99 -55,34 -64,55 -71,98 Для поиска причин компенсационного характера изменения энергии Гиббса переноса центрального иона и комплексной частицы, на примере реакции образования никотинамидного комплекса меди(II), представим данные калориметрических измерений [12]. Энтальпийные характеристики переноса меди(II) и никотинамидного комплекса приведены в табл. 2. Заметно, что изменения энтальпии для них практически одинаковы. Значит, в соответствии с уравнением Гиббса − ХИМИЯ И ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ 2013 том 56 вып. 1 2 4 1 ∆tG°, кДж/моль б 3 ∆tG°, кДж/моль а 1 2 ХДМСО, м.д. 3 4
Стр.2
Гельмгольца энтропийные характеристики – тоже. Таким образом, при любом соотношении концентраций вода-диметилсульфоксид не происходит сколь-либо значимых ни структурных, ни энергетических изменений в процессах сольватации центрального иона и комплекса, это идентичные энтальпийные и идентичные энтропийные процессы. Увеличение концентрации ДМСО в растворе оказывает одинаковое влияние на устойчивость комплексов меди(II) с никотинамидом, пиридином, этилендиамином: при первых добавках ДМСО к раствору устойчивость комплексов незначительно увеличивается; в концентрированных по ДМСО растворах происходит уменьшение устойчивости. Аналогичные результаты получены, например, для аммиачных и этилендиаминовых комплексов Ni2+ в водно-диметилсульфоксидных растворителях [13]. Проведем анализ сольватационных вкладов реагентов [14] для реакции образования никотинамидного комплекса меди в водно-этанольном растворителе (рис. 1б). Вклад ионной составляющей (ΔtG°(CuL2+)- ΔtG°(Cu)) практически равен вкладу лигада ( Δ tG°(L)), причем с незначительным преобладанием сольватации сначала центрального иона, затем комплексной частицы. Но на фоне ослабления сольватации иона меди(II) в водно-спиртовых растворах по сравнению с водой, наблюдается стабилизация лиганда и дестабилизация комплексной частицы. Надо отметить [15], что информативность такого подхода к описанию роли растворителя в реакциях комплексообразования несколько ограничена, ввиду того, что: - cольватационные вклады металла и лиганда в термодинамическую характеристику переноса реакции образования координационного соединения берутся в целом; не выделяютcя вклады от пересольватации донорного центра лиганда и координационного места иона металла; - реакция комплексообразования рассматривается как реакция присоединения, а не обмен молекул растворителя во внутренней координационной сфере центрального иона на лиганд. В работе [15] показаны способы решения этих проблем и установлено (рис. 2), что протеканию процесса образования никотинамидного комплекса меди(II) способствует десольватация гетероциклического азота в водно-этанольном растворителе. Некоторое увеличение ∆trGr (ХEtOH=0,1−0,3 м.д.) связано с усилением сольватации координационного центра иона Сu2+ в растворителе вода − этанол. 3 3 2 ХЕtOH, м.д. лиганда (1), координационного места иона Сu2+(2), и реакции образования никотинамидного комплекса меди (3) Рис. 2. Энергии Гиббса пересольватации донорного центра Fig. 2. Gibbs energies of resolvation of the ligand donor center (1), the ion Cu2+ coordination center (2) and the reaction (3) Известно [16-22], что характерной особенностью никотиновой кислоты и ее структурных аналогов является тот факт, что в растворе она может существовать в двух формах: молекулярной (HAo) и цвиттер-ионной (HA±) (рис. 3). Координационные равновесия меди (II) с никотинатионом протекают, преимущественно, с участием пиридинового атома азота. ∆trG°, кДж/моль 3 1 4 а б Рис. 3. Структурные формулы молекулярной (а) и цвиттерионной (б) формы никотиновой кислоты Fig. 3.Structure formula of molecular (a) and Zwitter-ion (b) forms of nicotinic acid Устойчивость никотинатного комплекса меди в водно-этанольном растворителе увеличивается (рис. 4а). Этому способствует эндогенный характер изменения сольватации и центрального иона, и лиганда. Сольватация аниона кислоты в смеси протонных растворителей с разными константами автопротолиза и разными тенденциями к образованию водородных связей ослабевает при добавлении этанола к воде. Зависимость ∆trG (L-) = f (ХEtOH) показывает дифференцирующее влияние воды и этилового спирта на анион слабой кислоты в процессе присоединения протона. В водно-диметилсульфоксидном растворителе (рис. 4б) сольватация ионов Cu2+ усиливаХИМИЯ И ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ 2013 том 56 вып. 1 5
Стр.3