Физическая химия. Рубрика в журнале - Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Химия
Статья научная
Pyridine-2,6-dicarboxylic acid (dipicolinic acid) are actively studied by scientists. Dicarboxylic acid can be used as a special biomarker of anthrax. The crystal structure of NaH(COO)2C5H3N·H2(COO)2C5H3N·3H2O (1) was redetermined from single crystal. In the structure of the sodium salt of dipicolinic acid, sodium is the central atom having two molecules of dipicolinic acid and three molecules of water as ligands. The dipicolinic anion coordinate sodium cation by both oxygens and one nitrogen atom. A network of hydrogen bonds connects water and dipicolinic acid molecules. Hydrogen bonds take part in the formation of building blocks and arranging them into chains which, in their turn, make up layers. The sodium salt of dipicolinic acid as well as its precursor - dipicolinic acid were studied by IR spectroscopy and simultaneous thermal analysis. According to thermal analysis dipicolinic acid is anhydrous substance, that decompose on melting at 252 °C forming only gaseous products, presumably CO2 and pyridine. Opposite to that, thermolysis of its sodium salt follow much more complicated way. According to thermogram the 1 has first stage of three water molecules removal at 105 °C. The measured mass loss is very close to expected mass loss. Heat of dehydratation reaction is 151 kJ/mole. On a further heating the sodium salt of dipicolinic acid was melted at 256 °C with large mass loss. The nature of products at 268 and 315 °C is hard to state. EDX elemental analysis of black residue after 700 °C state brutto-formula of “NaNC5O2” - Na cyanate or carbonate in glassy carbon matrix
Бесплатно
UV-Visible spectra of peroxotitanate complexes
Статья научная
Comparative analysis of calculated (subject to solvent influence in PCM model) and experimental UV-visible spectra of peroxotitanate complexes in solutions at various conditions of occurrence. It has been shown that the change of complex composition, dependent on the solution pH value, leads to the change of characteristic absorption bands of UV-visible spectra in the wavelength range exceeding 320 nm. The tendency of the absorption bands in solution spectra to shift is correlated to the change of calculated spectra in accordance with the monomer complex unit. It has been suggested that the color of the complex solution in weakly acidic and neutral media is related to appearance of hydroperoxy-bonds between titanium atoms.
Бесплатно
Uranium concentrations in tissues and other clinical samples of the Serbian population
Статья научная
The prevalence of numerous malignant diseases is on the rise, while the mechanism of metal-induced oncogenesis has not been elucidated so far. The aim of this study was to determine the amount of uranium (U) in blood samples of the Serbian population (n = 305) and to perform a comparative analysis with the amounts of U in the blood of patients with thyroid carcinoma (TC, n = 103) and malignant brain tumors (MBTs, n = 157). This study also aimed to extend data on the tissue sample analysis. Uranium was quantified by inductively coupled quadrupole plasma mass spectrometry (ICP-Q-MS). The content of U was approximately 15 times higher in the Serbian population compared to other population groups worldwide that did not suffer from the war, while its amount showed similarities with the countries that directly suffered from the war. Furthermore, the U content was up to twice as high in the blood samples of TC patients compared to the control, while the U content in the TC tissue samples was approximately 10 times higher than in healthy thyroid tissues and showed a tendency to be higher in follicular variant of papillary thyroid carcinoma. However, the highest alterations in U content were obtained in samples of MBT patients, both in liquid clinical samples (serum, lysate, and cerebrospinal fluid) and in tissue samples. The results of this study could highlight the unresolved etiology of TC and MBT. Moreover, the reported results indicated the importance of regular monitoring of U in the blood of the Serbian population.
Бесплатно
Variations of structure modeling methods and Raman spectral characteristics for the iodine crystal
Статья научная
On the example of the iodine crystal structure we have selected the optimal basis sets, allowing reproduction of interatomic distances and Raman spectral characteristics by 3D periodic Kohn-Sham calculations. Advantages of two approaches, taking into account the relativistic effect, have been compared: Effective Core Pseudopotentials and the Gaussian type basis set, constructed on the basis of the Douglas-Kroll-Hess approach. It has been shown that the latter approach not only correctly reproduce the experimentally observed geometric parameters of the iodine interactions and characteristics of Raman spectra, but also it reveals the electron density accumulation and depletion in the area of outermost valence shell of an iodine atom. That is directly illustrated by the Laplacian of electron density function.
Бесплатно
Статья научная
В последние несколько лет большое внимание привлекает к себе получение новых материалов на основе редкоземельных элементов и иттрия, обладающих уникальными свойствами. В работе представлены результаты исследования влияния продолжительности гидротермальной обработки на ряд физико-химических свойств продуктов гидролиза хлорида иттрия. С помощью сканирующей электронной микроскопии изучены морфологические особенности полученных образцов. Методом энергодисперсионного анализа определён состав образцов. Изучены текстурные свойства методом низкотемпературной адсорбции азота. Измерена фотокаталитическая активность образцов в реакции разложения метилового оранжевого под ультрафиолетовым излучением. Определены кислотные центры методом аминного титрования. Выявлено, что с увеличением времени гидротермальной обработки происходит формирование структур однородного состава. Для образцов, полученных при обработке в автоклаве в течение 72 часов, характерно наличие наибольшего количества кислотных центров Льюиса на поверхности, что приводит к наилучшей фотокаталитической активности из всех полученных образцов в реакции разложения метилового оранжевого. Полученные данные свидетельствуют о возможности использования продуктов гидролиза хлорида иттрия в качестве катализаторов.
Бесплатно
Анализ физико-химического состава и процессов выщелачивания донных отложений реки Сак-Элга
Статья научная
Представлены результаты лабораторных исследований физико-химического и элементного состава донных отложений. Проанализирован дисперсный состав донных отложений. Обнаружено протекание двух процессов при отстаивании - осаждения и выщелачивания. Доминирование того или иного процесса зависит от времени контакта донных отложений с водой: начальная стадия отстаивания характеризуется преобладанием процессов осаждения, увеличение длительности контакта способствует развитию выщелачивания, и как следствие, - увеличению концентрации растворенных элементов тяжелых металлов.
Бесплатно
Атомная дипольная поляризация в прогнозах химических сдвигов амидных и пирролидиновых протонов
Статья научная
Установлена количественная взаимосвязь между индексами локализации электронов в атомных бассейнах и химическими сдвигами протонов в амидных и пирролидиновых фрагментах при их совместном присутствии в органических молекулах. Рассматриваемые фрагменты важны как ключевые функциональные группы в молекулах хиральных индукторов, участвующих в стереоселективных синтезах, проводимых с целью получения лекарственных средств на основе пиримидиноновых гетероциклических систем. Интегральные характеристики электронной плотности, такие как магнитуда внутриатомной дипольной поляризации и заряды атомов водорода, вычисляемые на основе интегрирования электронной плотности по объемам атомных бассейнов, значимо лучше коррелируют с химическими сдвигами, чем точечные атомные заряды. Предлагаемая нами параметрическая модель для быстрого прогноза химических сдвигов основана на уравнении, в которое в качестве фактора вошел индекс локализации электронов в бассейне атома водорода. Разработанный подход предлагает теоретическую модель для быстрой количественной оценки химических сдвигов и позволяет сформулировать основные структурные факторы, обеспечивающие корреляцию между расчетными и экспериментальными химическими сдвигами атомов водорода, вовлеченных во внутримолекулярные водородные связи. Выявлено, что внутримолекулярные водородные связи являются основными структурными особенностями, обеспечивающими корреляцию атомных интегральных характеристик с химическими сдвигами в рассмотренных молекулах. Полученные в ходе теоретического моделирования результаты были проверены путем сравнения с экспериментальными данными 1Н ЯМР для 4-гидроксипролин-2-карбоксанилидных подандов с разной длиной оксиэтиленовой цепи, которые являются хиральными индукторами в стереоселективных синтезах лекарственных средств на основе пиримидиноновых гетероциклических систем
Бесплатно
Статья научная
Построены сечения диаграммы потенциал pH системы «сталь Ст3 -H 2SO 4 Н 2О». Анализируются термодинамические особенности влияния сульфат-ионов на коррозионно-электрохимическое поведение стали.
Бесплатно
Статья научная
Потенциодинамическим методом исследовано коррозионноэлектрохимическое поведение стали Ст3 в сульфатсодержащих растворах при 25 °С, C(SO 42-) = 0,1 моль/л и pH 0,08; 0,66; 1,66; 4; 6,6; 8,5 и 11,5. Сопоставление поляризационных кривых с диаграммой электрохимического равновесия стали позволило разобраться в особенностях коррозионного состояния стали в исследуемом диапазоне pH и потенциалов поляризации.
Бесплатно
Влияние воды на структуру щелочных боросиликатных стекол
Статья научная
Методами колебательной спектроскопии изучено влияние воды на структуру натриевых и калиевых боросиликатных стекол. Показано значительное влияние процесса образования гидроксильных групп на структурное положение катионов щелочных металлов в силикатной и боратной части структуры этих стекол. Сделан вывод об участии протонно-катионного обмена в образовании гидроксильных групп в структуре натриевых и калиевых боросиликатных стекол изученных составов.
Бесплатно
Статья научная
Изучение ферритов на сегодняшний день является одним из актуальных научных направлений, что подтверждается большим количеством публикаций по данной теме. Ферриты являются востребованным материалом для применения в высокочастотной электронике. Для СВЧ электроники наиболее перспективными являются ферриты, имеющие структуру магнетоплюмбита, такие как гексаферрит бария BaFe12O19 и твердые растворы на его основе. Замещение атомов железа в структуре гексаферрита бария другими элементами, такими как алюминий или титан, приводит к значительному изменению физических свойств, таких как магнитная проницаемость, намагниченность насыщения, коэрцитивная сила, температура Кюри, частота ферромагнитного резонанса, электрическая проводимость. Таким образом, понимание того, как каждый из замещающих железо элементов влияет на физические свойства твердого раствора на основе гексаферрита бария, дает нам возможность плавно настраивать характеристики феррита под конкретную инженерную задачу. Данная работа посвящена изучению влияния замещения атомов железа в структуре гексаферрита бария атомами алюминия и титана на изменение параметров кристаллической решетки и физических свойств. Методом твердофазного синтеза были получены монофазные образцы на основе гексаферрита бария составов BaFe12O19, BaFe11AlO19, BaFe11TiO19 и BaFe11Al0,5Ti0,5O19. Степень замещения железа алюминием, титаном и совместным замещением алюминием и титаном была одинакова для всех образцов. Полученные в результате спекания образцы изучали методами рентгенофазового анализа, энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии, и дифференциальной сканирующей калориметрии. По данным рентгеноструктурного анализа были выявлены закономерности изменения параметров кристаллической решетки от замещающего атома. Методом дифференциальной сканирующей калориметрии измерена температура Кюри для всех исследуемых образцов. Сделаны выводы о влиянии замещающего элемента на значение температуры Кюри.
Бесплатно
Влияние кальция и бария на поведение воды в натриевом боросиликатном стекле
Статья научная
Методами колебательной спектроскопии изучено влияние катионов кальция и бария на растворимость воды в натриевом боросиликатном стекле. Установлены водные формы, образующиеся в стеклах при их взаимодействии с водой, и показано влияние структурных факторов на поведение воды в стеклах изученных составов.
Бесплатно
Влияние концентрации допанта (Eu/Nd) на физико-химические свойства оксигидроксида иттрия
Статья научная
В работе изучено влияние концентрации европия и неодима, добавленных в виде соли, при синтезе оксигидроксида иттрия из нитрата иттрия по золь-гель технологии, на его физико-химические свойства. Методом синхронного термического анализа установлено, что ионы европия и неодима по-разному взаимодействуют с оксигидроксидом иттрия, но в обоих случаях происходит усложнение кривых термического анализа и масс-спектрометрии газообразных продуктов термолиза (записанных в режиме мониторинга 18, 30 и 44 м. ч.). Определено, что европий и неодим влияют не только на фазовый состав и люминесцентные свойства, но и на осаждение оксигидроксида иттрия. Для неодима наблюдается меньшее его содержание в осадке, чем было в исходном растворе, для европия характерна другая тенденция и его количество в осадке больше нежели в растворе, то есть он препятствует переходу в твёрдую фазу полимерных частиц оксигидроксида иттрия. Методом рентгено-фазового анализа выявлено смещение пиков на дифрактограммах относительно недопированного оксигидроксида иттрия на 5…7°, что свидетельствует о частичном внедрении допантов в кристаллические образования оксигидроксида иттрия. Методами энергодисперсионного анализа и сканирующей электронной микроскопии установлено, что оба допанта равномерно распределены по матрице образцов. Образцы, допированные неодимом, образуют крупные частицы, а оксигидроксиды, допированные европием, - мелкодисперсные сферические или слоистые частицы (в зависимости от количества допанта). Образцы обладают люминесценцией в ультрафиолетовом диапазоне с максимумом около 300 нм и могут быть применены в качестве люминофоров в эритемных лампах.
Бесплатно
Статья научная
Проведены исследования коррозионной стойкости хромистых сталей (26ХМФА; 15Х5М; 20Х13) в условиях движущейся среды при повышенной температуре и давлении углекислого газа. Установлено, что с увеличением температуры скорость локальной коррозии исследуемых материалов уменьшается.
Бесплатно
Влияние параметров R и K на особенности структуры щелочных боросиликатных стекол
Статья научная
Методами колебательной спектроскопии изучены особенности анионной структуры щелочных боросиликатных стекол со значительным отличием значений параметров R и K, определяющих соотношение оксидов-сеткообразователей и оксидов-модификаторов сетки стекла. Установлено различие в распределении катионов-модификаторов между различными видами структурных единиц в натриевых и калиевых боросиликатных стеклах.
Бесплатно
Статья научная
Изучено старение свежеосажденных оксигидроксидов (ОГ) Al (III), Cr (III) и Zr (IV) с сорбированными катионами цветных металлов (ЦМ) (Cu 2+, Ni 2+, Cr 3+, Pb 2+ и Cd 2+) при длительной (2-3 года) выдержке в 0,25 М растворе NaCl при комнатной температуре. Установлено, что из трех изученных ОГ только алюмогель претерпевает в результате старения значительные изменения электроповерхностных свойств и состава. Результатом этих превращений является значительная (до 70 %) десорбция сорбированных катионов ЦМ. Хромо- и цирконогели испытывают за указанный срок старения очень малые изменения. Природа сорбированных катионов незначительно влияет на изменения свойств изученных ОГ.
Бесплатно
Влияние температуры и рН на фазообразование в системе FeSO 4-H 2O-NaOH-H 2O 2
Статья научная
Исследованы закономерности фазообразования при окислении в квазистационарных условиях (рН = const) водных растворов FeSO 4 и (или) суспензий Fe(OH) 2 пероксидом водорода с использованием в качестве щелочного агента гидроксида натрия. Уточнены области рН и температуры преимущественного формирования фаз «ферригидрит», Fe 3O 4, α-, γ- и δ-FeOOH. Анализируется вопрос о влиянии температуры и величины рН на фазовый и дисперсный составы формирующегося осадка.
Бесплатно
Влияние химической предыстории сорбента-минерализатора на процесс его карбонизации в водных средах
Статья научная
Обнаружена способность сорбента-минерализатора к необратимому связыванию углекислого газа как в пресной, так и в морской воде путем формирования химически и термически устойчивых карбонатных структурных форм на базе мелилита Ca2[Al2Mg,Si]Si2O7. Выявлено влияние химической предыстории сорбента-минерализатора на процесс его карбонизации в водных средах. Показано, что CO32--группы в составе исходного сорбента-минерализатора являются первичными активными центрами при поверхностном фазообразовании карбонизированных алюмосиликатов кальция, магния в водных средах. Установлено, что термическая устойчивость структуры карбонизированных алюмосиликатов кальция, магния сохраняется после нагревания до 1000 °C. Образование карбонизированных гидроалюмосиликатов кальция, магния в морской воде сопровождается увеличением pH, что характеризует способность сорбента-минерализатора к регулированию кислотно-щелочного баланса и поддержанию карбонатного равновесия в гидросфере. Помимо необратимого связывания CO2, сорбент-минерализатор обнаруживает в морской воде способность к необратимой сорбции примесных катионов Pb2+, Cu2+, Zn2+, а также фосфора.
Бесплатно
Влияние электрического и магнитного полей на коррозию алюминиевых оболочек силовых кабелей
Статья научная
Экспериментально показано увеличение скорости коррозии защитных алюминиевых оболочек силовых кабелей (6 (10) кВ) под действием электрического поля, обусловленного подключением силового кабеля к источнику напряжения и магнитного поля ( 4 · 10 3 А · м -1 ). Зависимости приращения массы продуктов коррозии описаны линейными трендами, наибольшая скорость коррозии наблюдалась во вращающемся магнитном поле.
Бесплатно
Восстановление Cr(VI) в сернокислых растворах железом с использованием стальной стружки
Статья научная
Изучены особенности протекания химического процесса в системе хромовый ангидрид - серная кислота - стальная стружка с целью утилизации шестивалентного хрома. Установлено наличие периодических концентрационных автоколебаний содержания Cr(VI) и Cr(III) в растворе при восстановлении Cr(VI) стальной стружкой. Показано влияние состава реакционной смеси и температуры на ход кинетических кривых восстановления Cr(VI). Изучена морфология, структура и состав получаемых осадков при различных исходных концентрациях Cr(VI) в растворе. С ростом исходной концентрации Cr(VI) в системе происходит изменение фазового состава осадков от простых оксигидратных форм к образованию гидроксосульфатных железо-хромсодержащих соединений. Исходя из элементного состава осадков, оценена возможность их практического использования в металлургическом производстве.
Бесплатно
