Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Химия @vestnik-susu-chemistry
Статьи журнала - Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Химия
Все статьи: 614
![Получение водорастворимого комплекса молибдена(VI) с нитрилотриуксусной кислотой и моноэтаноламином. Молекулярная структура гидрата триаммоний[триоксо(нитрилотриацетато)молибдата] (NH4)3[MoO3L]·H2O. Использование его раствора для повышения урожайности клевера лугового](/file/thumb/147244644/poluchenie-vodorastvorimogo-kompleksa-molibdena-vi-s-nitrilotriuksusnoj-kislotoj.png "Получение водорастворимого комплекса молибдена(VI) с нитрилотриуксусной кислотой и моноэтаноламином. Молекулярная структура гидрата триаммоний[триоксо(нитрилотриацетато)молибдата] (NH4)3[MoO3L]·H2O. Использование его раствора для повышения урожайности клевера лугового")
Статья научная
Варьированием соотношений гептамолибдата аммония (ГМА), нитрилотриуксусной кислоты и 2-аминоэтанола получен концентрированный раствор комплекса молибдена, устойчивый при длительном хранении и не выделяющий твердого осадка. В водном растворе 2-аминоэтанол замещает аммонийные группы в гептамолибдате аммония, давая смешанные аммоний-аминиевые производные (NH4)n(NH3CH2CH2OH)6-n[Mo7O24], которые являются причиной неустойчивости раствора и выпадения осадка. Аммонийные катионы в молекуле ГМА могут быть полностью замещены на катионы 2-аминийэтанола при проведении реакции в водной среде с шестикратным молярным избытком 2-аминоэтанола с получением гексааминного производного (NH3CH2CH2OH)6[Mo7O24]. В тройной системе гептамолибдат аммония - нитрилотриуксусная кислота - 2-аминоэтанол происходит образование хорошо растворимого гидрата триаммоний [триоксо(нитрилотриацетато)молибдата] (NH4)3[MoO3L]·H2O, кристаллическая структура которого изучена методом рентгеноструктурного анализа. На примере клевера лугового показано, что полученный раствор агрономически более эффективен в сравнении с раствором комплекса молибдена с (1-гидроксиэтилиден)дифосфоновой кислотой. По данным РСА, в кристалле 1 присутствуют катионы аммония, молекулы гидратной воды и анионы триоксо(нитрилотриацетато)молибдата, в котором атомы молибдена имеют координацию искаженной квадратной бипирамиды с двумя атомами кислорода O=Mo групп и двумя атомами кислорода карбоксилатных лигандов в экваториальных положениях (2,024(5), 1,710(4) и 2,316(5), 2,436(5) Å). Аксиальный угол O(2)Mo(1)N(2) составляет 147,6(2)°. Аксиальные положения занимают атомы кислорода и азота (расстояния O(2)=Mo(1) и N(2)=Mo(1) равны 1,762(5) и 2,185(4) Å соответственно). Данные РСА: (1) [C6H20MoN4O10, M = 404,20; моноклинная сингония, пр. гр. P21/с; параметры ячейки: a = 8,002(12) Å, b = 19,82(2) Å, c = 9,931(12) Å; β = 109,48(5)°, V = 1485(3) Å3, Z = 4; r(выч.) = 1,808 г/см3; m = 0,939 мм-1; F(000) = 824,0; обл. сбора по 2q: 5,98-56,98°; -10 ≤ h ≤ 10, -25 ≤ k ≤ 25, -10 ≤ l ≤ 10; всего отражений 30512; независимых отражений 2958 (Rint = 0,0567); GOOF = 1,118; R-фактор 0,0493].
Бесплатно
Получение водорастворимых (1-гидроксиэтилиден)дифосфонатов марганца(II)
Статья научная
Предложены два способа получения водорастворимых координационных соединений марганца(II) из MnSO4, (1-гидроксиэтилиден)дифосфоновой кислоты H4L и моноэтаноламина. Первый заключается в осаждении из водного раствора MnSO4 карбоната марганца и превращении его в трудно растворимый (1-гидроксиэтилиден)дифосфонат H2MnL·3Н2О добавлением H4L. Последующая реакция с моноэтаноламином приводит к получению хорошо растворимого бис(моноэтаноламиний) (1-гидроксиэтилиден)дифосфоната марганца(II) дигидрата (H3NCH2CH2OH)2MnL·2Н2О. Во втором способе к раствору сульфата марганца и ОЭДФ прибавляется моноэтаноламин. Образующаяся при этом смесь (1-гидроксиэтилиден)дифосфоната марганца(II) (H3NCH2CH2OH)2MnL с бис(моноэтаноламиний)сульфатом (H3NCH2CH2OH)2SO4 образует устойчивый при хранении крепкий раствор. Углекислый газ, выделяющийся в реакции карбоната марганца с ОЭДФ, понижает реакционную способность моноэтаноламина в результате образования комплекса с углекислотой HOCH2CH2NHCOO-+NH3CH2CH2OH, что приводит к ингибированию взаимодействия (1-гидроксиэтилиден)дифосфоната H2MnL·3Н2О с моноэтаноламином. Нагревание и перемешивание реакционной смеси, полученной при взаимодействии карбоната марганца с ОЭДФ, в течение 1 ч вызывает удаление углекислого газа, вследствие чего последующее прибавление водного раствора моноэтаноламина приводит к образованию прозрачного раствора бис(моноэтаноламиний) (1-гидроксиэтилиден)дифосфоната марганца(II) дигидрата (H3NCH2CH2OH)2MnL·2Н2О. Ингибирование реакции моноэтаноламином таким образом исключается. Сделанная попытка использовать вместо моноэтаноламина водный раствор аммиака не привела к успеху. В реакции сульфата марганца(II) с тетрааммониевой солью ОЭДФ был получен труднорастворимый продукт состава 2(NH4)HMnL·H2MnL. Исследовано термическое поведение полученных соединений в температурном диапазоне 25-640 °С.
Бесплатно
Статья научная
Микрокристаллический малорастворимый гидрат (1-гидроксиэтилиден)дифосфоната железа(II) FeH2L·H2O получен взаимодействием мелкодисперсного карбонильного или восстановленного железа(0) с (1-гидроксиэтилиден)дифосфоновой кислотой H4L. При взаимодействии с органическими аминами (моноэтаноламином, трис(гидроксиметил)аминометаном, 1,8-диамино-3,6-диоксооктаном, морфолином) FeH2L·H2O переходит в водорастворимую форму, давая аморфные аминиевые производные FeH2L·H2NCH2CH2OH, FeH2L·H2NC(CH2OH)3, FeH2L·H2NCH2CH2OCH2CH2OCH2CH2NH2, FeH2L·HN(CH2CH2)2O. Растворы аминиевых соединений использовались для выяснения их влияния на структуру урожая яровой пшеницы при некорневой подкормке. Оценка эффективности некорневой подкормки хелатными соединениями железа на структуру урожая яровой пшеницы показала, что наибольшее влияние оказал морфолиниевый хелат железа FeH2L·HN(CH2CH2)2O - увеличение количества зерен в колосе до 45,1 шт. (контроль 38,8), массы зерна с растения - до 1,72 г (контроль 1,45) и массы колоса - до 2,18 г (контроль 1,90). Наиболее существенному изменению длины колоса способствовал вариант опыта с раствором моноэтаноламиниевого соединения FeH2L·H2NCH2CH2OH - увеличение на 0,57 см относительно контроля. Состав и структура гидрата (1-гидроксиэтилиден)дифосфоната железа(II) FeH2L·H2O и его аминиевых производных изучены методами ИК-спектроскопии, рентгеновского фазового анализа и сканирующей электронной микроскопии.
Бесплатно
Получение гексаферрита бария методом самовозгорания
Статья научная
До настоящего времени керамический метод остается наиболее распространенным для получения сложных оксидов. В рамках данного подхода порошки оксидов и карбонатов требуемых металлов после тщательного перемешивания спекают на воздухе или в контролируемой атмосфере. Однако он имеет ряд недостатков. Наиболее значимый из них - необходимость достижения высоких температур синтеза, что приводит к увеличению размера частиц. Кроме того, в силу последнего обстоятельства, получаемые материалы обладают низким значением удельной поверхности, что делает невозможным их применение в качестве каталитических материалов. Вместе с тем, основные достоинства данного метода: дешевизна и доступность исходных реагентов, отсутствие необходимости использования растворителей, простота методики и широкий спектр получаемых материалов. Представлены результаты получения гексаферрита бария BaFe12O19 методом самовозгорания (self-combustion method). В ходе синтеза готовился раствор нитратов соответствующих металлов с лимонной кислотой. После нейтрализации и упаривания раствора, полученная масса нагревалась в муфельной печи для проведения процесса самовозгорания и удаления остаточного углерода. Финальное спекание проводилось в трубчатой печи с прецизионным регулятором температуры. Полученные образцы исследовались методами порошковой дифрактометрии, сканирующей электронной микроскопии и рентгеноспектрального микроанализа. Установлено, что метод самовозгорания позволяет получить гомогенный гексаферрит бария при более низкой температуре (на 200 °С) по сравнению с классическим керамическим методом. Для синтезированного BaFe12O19 параметры структуры составляют a = 5,891 Å, c = 23,215 Å, V = 697,6 Å3. Опробованный метод даёт возможность получения перспективных оксидных материалов с развитой поверхностью в более мягких условиях, а также проводить легирование оксидов легколетучими элементами. Ключевые слова: гексаферрит бария, BaFe12O19, метод самовозгорания.
Бесплатно
Получение гранулированного науглероживателя
Статья научная
Предложена технология изготовления гранулированного науглероживателя на основе графитированных или обожженных пылевидных отходов электродного производства с использованием в качестве связующего раствора поливинилового спирта (ПВС). Оптимальное соотношение пыли и связующего 70 : 30 мас. %. Получен малозольный, малосернистый карбюризатор с размерами гранул более 0,5 мм.
Бесплатно
Получение и свойства аминиевых солей (1-гидроксиэтилиден)дифосфоновой кислоты
Статья научная
Представлен обзор методов получения и свойств аминиевых солей (1-гидроксиэтилиден)дифосфоновой кислоты. (1-Гидроксиэтилиден)дифосфоновая кислота с моноэтаноламином образует кристаллическое соединение, которое по данным элементного анализа и РСА представляет собой тройную C(CH3)(OH)[P(O)O-NH3+CH2CH2OH]3[P(O)(OH)] аминную соль. Характерной особенностью производных (1-гидроксиэтилиден)дифосфоновой кислоты и трис(гидроксиметил)аминометана является образование стекловидных и смолообразных продуктов. Их состав Н4L∙4NH2C(CH2OH)3 соответствует 4 молекулам основания на 1 молекулу четырехосновной кислоты. Присоединение 4 молекул первичного амина происходит как при соотношении исходных реагентов 1 : 4, так и 1 : 3. Полимерное строение и наличие сильных водородных связей в соединении Н4L∙4NH2C(CH2OH)3 приводят к его очень малой растворимости в органических средах и хорошей растворимости в воде. Растворимость Н4L∙4NH2C(CH2OH)3 в метаноле составляет 1,8 г в 100 мл. Взаимодействие (1-гидроксиэтилиден)дифосфоновой кислоты с парааминобензойной кислотой приводит к образованию бис(4-карбоксифениламиний)(1-гидроксиэтилиден)дифосфоната C(CH3)(OH)[P(O)(OH)O-NH3+C6H4С(О)ОН]2. В кристалле это соединение состоит из аниона дважды депротонированной (1-гидроксиэтилиден)дифосфоновой кислоты C(CH3)(OH)[P(OH)(O)O-]2 и двух аминных катионов NH3+C6H4С(О)ОН. Четырехосновная кислота связывает 3 молекулы морфолина, давая трис(морфолиний)(1-гидроксиэтилиден)дифосфонат H4L·3HN(CH2CH2)2O в виде порошка белого цвета, хорошо растворяющегося в воде, метиловом и этиловом спиртах. Твердый комплекс морфолина с (1-гидроксиэтилиден)дифосфоновой кислотой не кристаллизуется из различных растворителей, что может быть вызвано олигомерной формой морфолина, входящего в молекулу комплекса с H4L.
Бесплатно
Статья научная
Разработана методика химического синтеза наночастиц меди в мицеллах поверхностно-активного вещества (ПАВ) катионного типа - цетилпиридиния хлорида (ЦПХ), выступающего в роли стабилизатора. За счет варьирования объемов восстановителя гидразина при фиксированном значении pH реакционной среды найдены оптимальные условия синтеза наночастиц меди с размером в пределах 40-280 нм. Полученные наночастицы меди представляют интерес для использования в таких областях, как электроника и химия. Синтезированные наночастицы меди охарактеризованы с помощью методов сканирующей электронной микроскопии (СЭМ) и спектрофотометрии.
Бесплатно
Получение малоизнашиваемых платинированных титановых анодов
Статья научная
Рассмотрен способ изготовления малоизнашиваемых анодов из полупродуктов производства концентрата металлов платиновой группы посредством платинирования титановых матриц, удовлетворяющих условиям протекания электродных процессов в азотнокислых электролитах при электроэкстракции серебра в технологии аффинажа.
Бесплатно
Статья научная
В статье рассматриваются основные способы получения углеродных композитных наноматериалов и выделяется метод термолиза как один из основных методов. Для понимания сущности процессов термического разложения как метода синтеза углеродных наноматериалов были рассмотрены ароматические карбоксилаты железа (III). Это 8-гидроксихинолинат, бензоат, салицилат, фталат, п-аминобензоат железа (III). В статье подробно рассматривается методика синтеза этих карбоксилатов железа (III) в простых условиях. Процесс термического разложения проводился в двух средах (воздушная как окислительная и аргоновая как нейтральная) для сравнения получаемых продуктов. Для подробного изучения процессов разложения карбоксилатов железа (III) использовались методы термического анализа (ТГ и ДСК) на синхронном термоанализаторе Netzsch 449 Jupiter. Для изучения морфологии и состава продуктов применялись методы рентгенофазового анализа, оптической и сканирующей электронной микроскопии и рентгенофлуоресцентного микроанализа. Использовались приборы: рентгеновский дифрактометр Rigaku Ultima IV и сканирующий электронный микроскоп с приставкой элементного микроанализа Jeol JSM-7001F. По полученным результатам были рассчитаны предполагаемые формулы исходных карбоксилатов железа (III). Также были предложены механизмы процессов, протекающих при термическом разложении ароматических карбоксилатов железа (III). Для более точного определения состава продуктов синтеза карбоксилатов железа (III) и более точного описания процессов термического разложения этих солей также были подвергнуты термическому разложению и соответствующие ароматические карбоновые кислоты. В приложении к статье находятся данные для более точной интерпретации результатов и более подробного описания процессов термического разложения.
Бесплатно
Получение стеклоуглеродных микросфер для электрохимического анализа
Статья научная
В статье рассмотрена новая методика получения стеклоуглеродных микросфер в растворах, содержащих фурфуриловый спирт, этиленгликоль, изооктилфенолдекаэтиленгликоль (ОП-10) и серную кислоту, приведена морфология микросфер, а также результаты их электрохимического тестирования в растворе 0,1 M KCl, 0,005 M K3[Fe(CN)6], 0,005 M K4[Fe(CN)6. С помощью бесконтактного термометра была установлена зависимость между температурой раствора в процессе синтеза (выделяющейся в ходе теплотой реакции поликонденсации) и объемом добавляемой кислоты. Полученные в растворе полимерные микросферы отмывались, сушились и прокаливались при температуре 900 °С. Полученные материалы исследовались методами сканирующей электронной микроскопии, рентгенофлуоресцентного элементного анализа. Элементный анализ показал, что материалы содержат около 98 % углерода, а также менее 2 % калия, меди, кислорода, серы и железа. Сканирующая электронная микроскопия показала, что микросферы имеют правильную сферическую форму, развитую поверхность и диаметр от 0,5 до 10 мкм. На основании данных о характерных размерах микросфер, определенных методом динамического рассеяния света, были построены зависимости их размеров от соотношения реагентов при синтезе. На основе микросфер готовили пасту для электрода с массовым соотношением микросферы : вакуумное масло = 80 : 10. Данную смесь перемешивали до однородной пасты и набивали в трубчатый электрод диаметром 3 мм. Методом циклической вольтамперометрии определены значения пикового тока и пикового потенциала электрода с чистыми микросферами, а для лучшего образца - еще и с добавлением гексаферрита бария как электрохимического катализатора. Из девятнадцати исследованных растворов для синтеза наиболее перспективным является раствор, содержащий 100 мл этиленгликоля, 5 мл фурфурилового спирта, 5 мл ОП-10, 50 мл серной кислоты.
Бесплатно
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
