Статьи журнала - Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Химия
Все статьи: 527
Получение ферритовой керамики BaFe(11,9-х)Mn0,1TixO19 методом твердофазной реакции
Статья научная
Гексаферрит бария - один из таких материалов, который нашел применение в области электроники, энергетики. Важны его особые магнитные свойства: высокая коэрцитивная сила, магнитная проницаемость и т. д. В последнее время к блочной структуре этого материала проявлен большой интерес со стороны научного сообщества, что выражено в высокой публикационной активности. Однако до сих пор не представлен исчерпывающий обзор структуры и свойств замещённого марганцем и титаном гексаферрита бария. Именно эти легирующие элементы, согласно теоретическим обоснованиям, должны в значительной мере модифицировать кристаллическую решётку и свойства исследуемого объекта. В данной работе объектом исследования являются ферритные материалы со структурой магнетоплюмбита. Целью исследования является получение замещённого феррита состава BaFe(11,9-x)Mn0,1TixO19, где x = 0,1; 0,5 и 1. В ходе исследования была отработана технология получения исследуемого вещества методом твердофазного синтеза. Показано, что оптимальная температура синтеза составляет 1400 °С при выдержке 5 часов. Контроль химического состава осуществляли с помощью сканирующей электронной микроскопии с функцией микроанализа. Также было определено, что полученные керамические образцы имеют большое количество микропор, средний размер которых лежит в диапазоне 5-50 мкм. Оценка параметров элементарной ячейки синтезируемого вещества проведена с помощью рентгеноструктурного анализа. Выявлена немонотонность изменения параметров элементарной ячейки. Установлена корреляция в изменении температуры Кюри с увеличением концентрации легирующих элементов методом дифференциальной сканирующей калориметрии.
Бесплатно
Статья научная
Проведено комплексное исследование поликонденсационно-полимеризационного процесса получения органо-неорганических сополимеров из Ti(OPri)4 и гидроксиэтилметакрилата и в присутствии AgNO3, методами диэлектрической спектроскопии и калориметрии. Скорости процессов зависят от состава исходной реакционной смеси. При УФ-облучении образцов получены полимерные нанокомпозиты, содержащие наночастицы серебра размером от 4 до 12 нм. Условия синтеза оказывают существенное влияние на структуру неорганических цепей в полимерной органической матрице. Нанокомпозиты проявляют фотокаталитическую активность в реакции разложения метиленового оранжевого при УФ-облучении.
Бесплатно
Превращения этилендиаминтетраацетатов марганца под действием кислот и оснований
Статья научная
Водная суспензия марганец(II) бис (этилендиаминтетраацетатоманганата) декагидрата под действием оснований (кислого углекислого натрия, гидроокиси лития и аммиака) растворяется при рН = 8, превращаясь в хорошо растворимые известные соединения тетраацетатоманганаты натрия, лития и аммония. Аналогичным образом протекает взаимодействие марганец(II) бис (этилендиаминтетраацетатоманганата) с 2-аминоэтанолом, также создающим слабо щелочную среду. В кислой среде при рН = 1 тетраацетатоманганаты натрия, лития, аммония и 2-аминийэтанола превращаются в марганец(II) бис (этилендиаминтетраацетатоманганат). Марганец(II) (этилендиаминтетраацетатоманганат) тригидрат при подкислении серной кислотой превращается в марганец(II) бис (этилендиаминтетраацетатоманганат).
Бесплатно
Статья научная
Работа посвящена проблеме контроля содержания формальдегида в атмосферном воздухе промышленного города и идентификации источников повышенных концентраций формальдегида, на примере типичного промышленного российского города-миллионника Челябинска. Согласно данным международного агентства по изучению рака формальдегид относится к веществам, обладающим канцерогенными и токсическими свойствами даже при низких концентрациях. В настоящее время существует несколько методик определения сверхнизких концентраций формальдегида в атмосферном воздухе. Стандартный анализ на основе метода высокоэффективной жидкостной хроматографии является трудоемким и дорогостоящим, не позволяет производить определение среднесуточных концентраций определяемого вещества. По данным государственного мониторинга состояния атмосферного воздуха города Челябинска в последние годы наблюдается тенденция к росту содержания формальдегида. При этом первичные выбросы формальдегида незначительны, и не могут объяснить наблюдаемые высокие концентрации. В то же время существуют многочисленные источники вторичного формальдегида как природного, так и техногенного характера. Это обуславливает необходимость разработки программно-аппаратного комплекса (ПАК) для определения в непрерывном автоматическом режиме сверхнизких концентраций формальдегида и идентификации его источников. Визуализация моделируемых приземных концентраций формальдегида с помощью ПАК будет производиться в привязке к градостроительному каркасу города с учетом выбросов автотранспорта, промышленных предприятий, кинетики фотохимических реакций и текущих метеоусловий в режиме реального времени. Разработка не имеет российских аналогов и является импортозамещающей. Потенциальными потребителями программно-аппаратного комплекса являются Росгидромет и Росприроднадзор, экологические службы промышленных предприятий и городов, имеющие стационарные и передвижные посты мониторинга состояния атмосферного воздуха.
Бесплатно
Прогнозирование метрологических характеристик в титриметрии с использованием метода Монте-Карло
Краткое сообщение
С использованием многофакторного метода Монте-Карло предложен новый подход к прогнозированию метрологических характеристик в тит-риметрии. Рассмотрены стохастические модели процедур стандартизации щелочи по сильной кислоте методом максимальной крутизны, а также методом скачка титрования. Показана высокая прогностическая способность стохастических моделей. Так прогнозируемая погрешность метода максимальной крутизны sr = 0,2 % в сравнении с экспериментально найденной стандартной погрешностью sr = 0,3 %. Обсуждается технология реализации моделей в электронных таблицах Excel.
Бесплатно
Краткое сообщение
В вычислительном эксперименте, при сочетании закона распространения ошибок и метода Монте-Карло, исследовано влияние погрешностей приготовления растворов, погрешностей холостого опыта и погрешностей измерения пропускания на метрологические характеристики фотометрического анализа. Найдено, что результаты прогнозирования погрешностей аналитическим и статистическим методами взаимосогласованы. Показано, что особенностью метода Монте-Карло является возможность прогнозирования закона распределения погрешностей в фотометрии. На примере сценария рутинного анализа рассмотрено влияние гетероскедастичности разброса вдоль градуировочного графика на качество анализа.
Бесплатно
Статья научная
В работе исследована возможность интеркаляции тиодиацетат-анионов в структуру магний-алюминиевых слоистых двойных гидроксидов методом соосаждения и методом анионного обмена. Методом рентгенофазового анализа и КР-спектроскопии показано, что тиодиацетат-анионы внедряются в межслоевое пространство СДГ. Полученные материалы представляют интерес как сорбенты для ионов тяжелых металлов.
Бесплатно
Противодействие живых систем развитию возрастной катаракты. Физико-химическое объяснение
Статья научная
Одновременно в живых системах проходят процессы, которые приводят как к увеличению энтропии (хаоса), так и к ее уменьшению. Уменьшение энтропии возможно только в открытых системах и связано с непрерывным потоком к ним энергоемких соединений, таких как глюкоза, окисление которой энергетически сопряжено с синтезом АТФ - универсальным носителем химической энергии для обеспечения функционирования живых систем. При окислении энергоемких соединений происходит увеличение энтропии, а при синтезе АТФ - ее уменьшение. В живых системах происходят не только реакции, связанные с синтезом АТФ и их функционированием, но и старение - окисление гидрофобных образований в клетках, в частности, матрикса мембран, по типу цепных реакций с вырожденным разветвлением. Развитию таких цепных реакций окисления в клетках может препятствовать как проникновение в них различных антиоксидантов, например, ресвератрола, содержащегося в винограде и других растениях, и тушителей молекулярного кислорода в синглетном состоянии, например, йодидов, так и путем создания циклических процессов с участием десатураз, препятствующих увеличению вязкости в матриксе мембран до некоторых предельных значений, после превышения которых гибель клеток становится неизбежной. В этом отношении показательны процессы, приводящие к катаракте - помутнению хрусталиков глаз. В отсутствие десатураз в волокнах хрусталиков глаз крыс действие УФ света приводит к катаракте через 2-4 месяца, тогда как наличие десатураз в волокнах хрусталиков глаз человека позволяет избежать возникновения катаракты в течение многих десятков лет. К противодействию старению матрикса мембран приводит реакция превращения липидов с предельными жирными кислотами в ненасыщенные, катализируемая десатуразами. Жизненно важной особенностью этой реакции является то, что она возникает только при отверждении матрикса мембран. Эта реакция сначала приводит к разжижению матрикса до определенного состояния, после чего она останавливается. Причины, приводящие то к оживлению десатуразы, то к падению ее активности, обсуждаются в данной статье.
Бесплатно
Равновесие в системе молибден (VI) - салицилфлуорон - клав в сильнокислых средах
Краткое сообщение
Спектрофотометрическими методами изучено равновесие в системах Мо (VI) - салицилфлуорон - цетилпиридиний хлорид (ЦП) и Мо (VI) - са-лицилфлуорон - лаурилхолин иодид (ЛХ). Установлено, что интервалы оптимальной кислотности составляют (0,20-§-1,0) М серной или соляной кислоты при использовании ЦП и (О,40-Н),5О) М при использовании ЛХ. Аналитическими формами для спектрофотометрического определения молибдена являются хелаты с молярными отношениями компонентов Мо: R : ПАВ = = 1:4:2 и 1:4:4 при использовании ЦП и ЛХ соответственно, которые характеризуются молярными коэффициентами погашения 15,8-104 и 13,6-104. Градуировочные графики линейны в интервале концентраций молибдена (О,20-5-2,О)-1(Г5 М, относительное стандартное отклонение результатов не превышает 0,035.
Бесплатно
Разработка методики получения сплавленной керамики на основе Cu 2O
Статья научная
Разработана методика сплавления оксидных шлаковых систем на основе Cu 2O. Собрана экспериментальная установка. Получены данные по расположению точки эвтектики в системе Cu 2O—SiO 2.
Бесплатно
Статья научная
Комплексом исследований физико-химических свойств отходов теплоэлектростанций, сжигающих мазут, фазовых соотношений в модельных системах V 2O 5-NiO(MgO)-CaO-Na 2O и растворимостей основных фаз, образующихся при термообработке, показана возможность их переработки по единой технологической схеме с получением товарных ванадий-, никель- и кальцийсодержащих продуктов.
Бесплатно
Распределение некоторых тяжелых металлов в озимой пшенице на разных стадиях её развития
Статья научная
В современном мире в условиях быстрого развития промышленности усиливается загрязнение окружающей среды тяжёлыми металлами в масштабах, не свойственных природе. При поступлении в почву в больших количествах тяжёлые металлы оказывают влияние на биологические и биохимические свойства почв, на изменение в них количества подвижных форм питательных веществ. В загрязненных почвах поглощение тяжелых металлов растениями приводит к накоплению металлов в съедобных частях овощей или сельскохозяйственных культур. Общую загрязнённость почвы характеризует валовое содержание тяжёлых металлов, а доступность элементов для растений определяется их подвижными формами. Согласно проведённому расчёту геоаккумуляционного индекса для исследуемых элементов был составлен следующий ряд металлов по вкладу в загрязнение почв: Cu > Zn > Fe > Mn. Количественной мерой интенсивности накопления химических элементов растениями из почвы является коэффициент накопления, отражающий степень биофильности элементов, а также интенсивность их вовлечения в биологический круговорот. Аккумуляционные способности корней и побегов по отношению к цинку на разных стадиях роста пшеницы уменьшаются в следующем порядке: колошение > созревание > трубкование. Однако для меди наблюдается постепенное снижение аккумуляции в корнях на разных стадиях роста пшеницы в следующем порядке: колошение > трубкование > созревание; в побегах - созревание > трубкование > колошение. По результатам исследования были составлены ряды металлов по способности аккумуляции озимой пшеницей. Рассчитанное значение коэффициента перехода позволяет сформулировать следующие выводы: железо достигает максимального значения коэффициента на стадии трубкования (7,764) и имеет наибольшее значение среди всех элементов и стадий роста; цинк и марганец достигают максимального значения коэффициента на стадии колошения (1,765 и 2,193 соответственно); медь - на стадии созревания (1,143).
Бесплатно
Растворимость в системах вода - оксиэтилированный нонилфенол - (NH4)2SO4
Статья научная
В работе описано применение системного подхода к оптимизации температурно-концентрационных параметров экстракции в системах вода - поверхностно-активное вещество - неорганический высаливатель, основанного на анализе политермической фазовой диаграммы соответствующей тройной системы. Визуально-политермическим методом и изотермическим методом сечений изучена растворимость в системах вода - неонол АФ-9-12 (или неонол АФ-9-25) - сульфат аммония в интервале температур 25-80 °С, где неонол АФ-9-12 (неонол АФ-9-25) - оксиэтилированные нонилфенолы со степенью оксиэтилирования 12 и 25 соответственно. Установлено, что область расслаивания увеличивается с ростом температуры вследствие увеличения высаливающей способности сульфата аммония и снижения гидратации мицелл ПАВ. Максимальные различия в концентрационных границах области расслаивания наблюдаются при температуре выше 40 °С, в расслаивающихся смесях, содержащих неонол АФ-9-25, концентрация воды ниже, чем для системы с неонолом АФ-9-12 при той же температуре вследствие большей степени гидратации неонола АФ-9-25. Также для системы с неонолом АФ-9-12 увеличение температуры выше 84 °С приводит к образованию расслаивания в двойной системе вода - неонол АФ-9-12 и высаливанию указанной гетерогенной подсистемы. Показано, что на температурно-концентрационные границы области расслаивания также влияет степень оксиэтилирования ПАВ, рост которой сопровождается увеличением гидратации мицелл ПАВ и снижением их способности к высаливанию при фиксированной температуре. На основании диаграмм растворимости установлены оптимальные параметры экстракции в системе вода - неонол АФ-9-12 - сульфат аммония при 25 и 60 °С и показано, что рост температуры приводит к уменьшению объема экстракта и увеличению интервала кислотности, при котором существует расслаивание вследствие увеличения высаливающей способности соли и введения дополнительного количества анионов - высаливателей с кислотой. Полученные данные обуславливают перспективность использования изученных систем в экстракции при температуре выше комнатной.
Бесплатно
Расчет термодинамических свойств щелочных борогерманатов и германосиликатов
Статья научная
Оценка термодинамических свойств соединений, не изученных экспериментально, выполнялась с помощью регрессионного анализа на основе классического аддитивного метода Неймана-Коппа. Устанавливающая зависимость между величинами термодинамических (термохимических) потенциалов и структурой веществ (базовых веществ) была рассчитана по уравнению множественной регрессии. В работе было необходимо введение дополнительных термодинамических ограничений, обусловленных свойствами базовых компонентов. Исследование закономерностей изменения энтальпии образования из простых веществ в рядах боратов, алюминатов, фторалюминатов, арсенатов щелочных металлов, а также алюминатов и арсенатов щелочноземельных металлов показали, что ярко выраженную зависимость от молекулярной массы однотипных структурных единиц имеют их избыточные функции. С помощью регрессионного анализа были установлены зависимости стандартной энтропии для силикатов, боратов и германатов лития, натрия и калия от состава; получены уравнения стандартных энтальпии образования и теплоем кости. С целью улучшения качества регрессионного анализа уравнения были получены с помощью весовых коэффициентов, которые для оксидов Li2O, Na2O, K2O вычислялись пропорционально доли германатной, силикатной и боратной части, соответственно. По результатам исследования получена сводная таблица сравнения экспериментальных и расчетных значений энтальпии образования для некоторых борогерманатов калия из которой видно, что отклонение между этими значениями менее 5 %. В работе получены расчетные значения термодинамических функций щелочных борогерманатов и германосиликатов в кристаллическом состоянии.
Бесплатно
Реакции бромидов тетраорганилфосфония с дибромодицианоауратом калия в растворе ацетонитрила
Статья научная
Взаимодействием бромидов тетраорганилфосфония с дибромодицианоауратом калия в растворе ацетонитрила синтезированы комплексы золота [Ph3PCH2С(O)OH][Au(CN)2Br2] (1), [Ph3PCH2CH=CH2][Au(CN)2] (2). Соединения 1 и 2 охарактеризованы методом ИК-спектроскопии и рентгеноструктурным анализом. По данным РСА, проведенного при 293 К на автоматическом четырехкружном дифрактометре D8 Quest Bruker (МоК α -излучение, λ = 0,71073 Å, графитовый монохроматор), атомы фосфора в катионах комплексов 1 и 2 имеют искаженную тетраэдрическую конфигурацию [C23H20N2Br2AuO2P] (1), M = 744,17; сингония моноклинная, группа симметрии P2/с; параметры ячейки: a = 17,87(3), b = 7,833(10), c = 19,10(3) Å; a = 90,00 град., β = 112,11(8) град., g = 90,00 град.; V = 2477(6) Å3; размер кристалла 0,63 ´ 0,52 ´ 0,45 мм; интервалы индексов отражений -23 ≤ h ≤ 23, -9 ≤ k ≤ 9,-21 ≤ l ≤ 21; всего отражений 34113; независимых отражений 4592; R int == 0,1535; GOOF 1,030; R 1 = 0,1279; wR 2 = 0,2234; остаточная электронная плотность 3,99/-3,52 e/Å-3, C23H20N2PAu (2), M 552,35; сингония моноклинная, группа симметрии P21/n; параметры ячейки: a = 9,494(7), b = 14,956(13), c = 15,587(12) Å; a = 90,00 град., β = 97,33(2) град., g = 90,00 град.; V = 2195(3) Å3; размер кристалла 0,31 ´ 0,25 ´ 0,1 мм; интервалы индексов отражений -13 ≤ h ≤ 13, -21 ≤ k ≤ 21, -22 ≤ l ≤ 21; всего отражений 85407; независимых отражений 7250; R int = 0,0533; GOOF 1,485; R 1 = 0,1932; wR 2 = 0,4118; остаточная электронная плотность 4,15/-8,01 e/Å-3. Валентные углы СРС в 1 и 2 составляют 105,7(8)°-114,1(9)°для 1, 107,1(3)°-110,8(3)° для 2, длины связей P-С близки между собой 1,736(18)-1,82(2) Å в 1; 1,794(6)-1,828(7) Å в 2. Полные таблицы координат атомов, длин связей и валентных углов депонированы в Кембриджском банке структурных данных (№ 1920013 для 1, № 1919946 для 2,deposit@ccdc.cam.ac.uk; http://www.ccdc. cam.ac.uk).
Бесплатно
Реакции иодидов тетраарилфосфония с трииодидом висмута в ацетоне
Статья научная
Взаимодействием иодидов тетрафенил- и тетра-пара-толилфосфония с трииодидом висмута в ацетоне синтезированы комплексы [Ph4P]+3[Bi5I18]3- (1), [Ph4P]+3[Bi2I9]3- (2), [p-Tol4P]+3[Bi2I9]3- (3). По данным рентгеноструктурного анализа, атомы фосфора в катионах имеют искаженную тетраэдрическую координацию. В анионах [Bi5I18]3- и [Bi2I9]3- гексакоординированные атомы металла соединены друг с другом тремя мостиковыми атомами иода.
Бесплатно
