М.И. Исаев, Е.В. Тетенкова, П.В. Фабинский, В.А.Федоров*
Исследовано состояние ферроцена и ряда его карбинольных и ацетильных производных в воде, бензоле и циклогексаноле криоскопическим методом. Рассчитана степень димеризации их в исследованных растворах.
Использование ферроцена (Fес) и ряда его производных нефтехимической промышленностью в качестве антидетонаторов [1] ставит задачу тщательного исследования физико-химических свойств производных Fес в различных средах. Современные теории растворов неэлектролитов не позволяют с достаточной точностью прогнозировать состояние этих веществ в растворе [2], что, в свою очередь, определяется природой как растворенного вещества, так и растворителя. Нами изучено поведение Fес и ряда его кислородсодержащих производных, а именно: ферроценилкарбинола (ФК-1), метилферроценилкарбинола (ФК-2), диметилферроценилкарбинола (ФК-4), моноацетилферроцена (асFес), диацетилферроцена (ДАФ), ферроценилкарбоновой кислоты (FecCOOH) в бензоле, который является одним из основных компонентов моторных топлив, воде и циклогексаноле.
Экспериментально определялись молекулярные массы растворенных веществ Fec и его производных в вышеназванных растворителях криоскопическим методом. Температуру замерзания чистого растворителя определяли с помощью термометра Бекмана.
Навеску растворяемого вещества (mв), предварительно очищенного и идентифицированного, взвешивали на аналитических весах типа ВЛР-20 с точностью до 0, 05 мг. Эту навеску растворяли в определенном количестве соответствующего растворителя, массу которого (mA) определяли по табличным значениям плотности. Температуру замерзания полученного раствора вычисляли как среднее из 3-4 параллельных измерений и затем находили разность (ΔТЗ) между температурами замерзания чистого растворителя и раствора Fec или его производных. Экспериментально определяемая молекулярная масса растворенного вещества находилась по уравнению:
Криоскопические постоянные Ккр для исследованных растворителей принимались равными: 5, 10 для бензола, 1, 86 для воды и 38, 94 для циклогексанола. Экспериментально найденные и теоретические значения МrB приведены в таблице. Ошибка в значениях МrB(эксп.) составляла 1-1, 5 единицы молекулярной массы. В ряде случаев, например Fес в Н2О, криоскопические измерения не удалось провести из-за малой растворимости данного соединения в соответствующем растворителе. Анализ табличных данных показывает, что в циклогексаноле найденные значения молекулярных масс практически совпадают с теоретическими кроме ФК-4 и ДАФ. Это свидетельствует об отсутствии специфических взаимодействий между растворенными веществами и растворителями, а также об отсутствии процессов ассоциации типа димеризации растворенных веществ. Найденные значения МrB для ФК-4 и ДАФ нуждаются в уточнении.
В бензоле величины МrB эксп. превышают теоретические кроме ФК-4 и ФК-2. Наиболее вероятной причиной, на наш взгляд, является специфическое взаимодействие между растворяемыми веществами и растворителями. Основанием для такого объяснения служит сходимость найденного для ДАФ значения МrB, равного 346, 7, рассчитанным для аддукта ДАФ•С6Н6 - 348. Более того, для системы Fес - С6Н6 взаимодействия другого типа кроме вышеназванного невозможны. Мы попытались оценить степень такого взаимодействия, исходя из следующих соображений. Если степень взаимодействия в соответствии с реакцией (например Fес)
обозначить через α, то экспериментально определяемая масса будет равна: Мrэксп. = МrFec⋅(1- α)+α⋅Мrадд. Откуда можно вычислить α как
Рассчитанные из этого соотношения α приведены в таблице.
В случае использования в качестве растворителя воды мы получим для всех исследованных веществ несколько более высокие значения Мrэксп. по сравнению с теоретическими. Специфическая сольватация, т.е. образование, например, моногидратов исследуемых соединений, в данном случае, по-видимому, отпадает, так как из водных растворов данные вещества кристаллизуются без Н2О. Одной из возможных причин завышения Мrэксп. является процесс димеризации за счет образования водородных связей. Если степень димеризации обозначить через β, то экспериментально определяемую молекулярную массу можно найти так:
Тогда β будет равно:
Рассчитанные значения β приведены в таблице.
Степень димеризации всех соединений оказалась примерно равной 0, 03. Криоскопические измерения
не только позволяют определять величины молекулярных масс, но и могут дать информацию о состоянии
растворенных веществ в данном растворителе.
Список литературы
1. Перевалова Э.Г. Железоорганические соединения. Ферроцен / Э.Г. Перевалова, М.Д. Решетова , К.И. Грандберг. - М.: Наука, 1983.-544 с.
2. Крестов Г.А. Cовременные проблемы химии растворов /Г.А. Крестов, В.И. Виноградов, Ю.М. Кесслер и др. - М.: Наука, 1986.- 264 с.
3. Никольский Б.П. Физическая химия. Теоретическое и практическое руководство / Б.П. Никольский. - Л.: Химия, 1987. - С.353.
4. Фабинский П.В. Термодинамика высаливания диметилферроценилкарбинола из водных растворов различных электролитов/ П.В. Фабинский, В.С. Скворцова, А.В. Сачивко и др. //Координац. химия. - 1997.Т.23.- №4. - С.316-320.
5. Фабинский П.В. Термодинамика растворения ферроцена и некоторых ферроценилкарбинолов в воде/ П.В. Фабинский, Е.А. Демьяненко, А.В. Сачивко и др. // Координац. химия. - 1997. - Т.23.- №5.- С.366367.
Другие работы по теме:
Традиционные способы очистки питьевой воды
Проблема обеспечения населения питьевой водой, отвечающей требованиям стандарта, является одной из основных задач, стоящих перед предприятиями и организациями водообеспечения России.
Толуол свойства, применение, получение
Реферат на тему «Арены. Толуол.» Выполнил Проверила: 2002 г. План: 1. Арены Стр. 3 2. Толуол – формула, строение. Стр. 4 3. Физические свойства. Стр. 5 4. Химические свойства
Этиленгликоль 2
Направляются внутренние органы трупа гр.Х.,35 лет и жидкость неизвестного состава. Обстоятельства дела: труп гр. X обнаружен в подвале. На месте происшествия найдена бутылка без надписи с остатками жидкости с приятным запахом. На вскрытии - отек головною мозга.
Бензол
Бензол — органическое соединение C6H6, простейший ароматический углеводород. 1. СТРОЕНИЕ БЕНЗОЛА Бензольное ядро представляет собой шестичленную циклическую молекулу образованную шестью - связями, а также единой электронной системой из шести электронов.
Фармацевтический анализ производных фенотиазина
Фенотиазины как исторически первый класс антипсихотических средств, по своей химической структуре представляющие трициклические молекулы, их классификация и типы. Связь "структура-действие". Фармацевтический анализ фенотиазина и его производных.
Синтез ацетилферроцена
Строение ферроцена. Реакции электрофильного замещения ферроцена. Сравнение электрофильности ферроценов и бензола. Ацилирование и окисление ферроценов. Получение ацетилферроцена. Разделение ферроцена и ацетилферроцена, сравнение ОВ способностей.
Свойства дикарбоновых кислот и их ангидридов
Сущность, общая формула и методика получения дикарбоновых кислот окислением циклических кетонов. Основные свойства всех дикарбоновых кислот и уникальные признаки некоторых представителей. Ангидриды, их свойства, методы получения и использование.
Карбоновые кислоты - свойства, получение и производные
Ацильные соединения - производные карбоновых кислот, содержащие ацильную группу. Свойства кислот обусловлены наличием в них карбоксильной группы, состоящей из гидроксильной и карбонильной групп. Способы получения и реакции ангидридов карбоновых кислот.
Бензол как растворитель
Отношение бензола к раствору KMnO4 и бромной воде, нитрование бензола. Окисление толуола, техника безопасности, операции с толуолом. Взаимодействие расплавленного фенола с натрием, раствором щелочи, вытеснение фенола из фенолята натрия угольной кислотой.
Ароматические соединения с конденсированными ядрами
Понятие ароматических соединений с конденсированными ядрами, их сущность и особенности, общая формула, основные химические свойства, реакционность. Изомерия и номенклатура монозещенного нафталина, его структура и строение. Получение и применение нафтолов.
Алифатические нитросоединения
Понятие нитросоединений, их сущность и особенности, основные химические свойства. Классификация нитросоединений, их разновидности и характеристика, отличительные черты и способы получения. Парофильное нитрование, его применение в промышленности.
Жесткость воды и ее устранение
Реферат по химии Тема: “Жесткость воды” Исполнитель работы: Грабин Павел План Введение 3 Определение жесткости воды. 3 Методы устранения жесткости 4
Синтез 4-бром-4’-гидроксибифенила
Рассмотрение трех основных методов получения 4,4'-дизамещенных бифенилов. Синтезирование 4-бром-4'-гидроксибифенила с общим выходом по трем стадиям. Исследование методики ускоренного выделения свободного 4-бром-4'-аминобифенила из его гидрохлорида.
Расчет адсорбера периодического действия
для улавливания паров толуола из воздуха Решение. Ординаты и абсциссы точек изотермы толуола вычисляются по формулам (1) и (2): где a1* и a2* - концентрации адсорбированных бензола и толуола, кг/кг;
Технология производства нитробензола
Составление и описание технологической схемы производства нитробензола, материального баланса процесса, расчет технологических и технико-экономических показателей. Состав нитрующей смеси, нитратор непрерывного действия, пропускная способность установки.
Технология производства гексахлорбензола
Получение циклогексанона из циклогексанола окислением кислородом воздуха (окислительное дегидрирование) или каталитическим дегидрированием. Технологическая схема получения циклогексанона дегидрированием циклогексанола. Материальный баланс процесса.
Расчет адсорбера периодического действия
Ординаты и абсциссы точек изотермы толуола. Молярный объем толуола. Определение статической активности угля по толуолу. Нахождение кинематического коэффициента вязкости воздуха. Определение количества паро-воздушной смеси, проходящей через адсорбер.
Производство нитробензола
Технологическая схема производства нитробензола. Материальный баланс процесса. Расчет технологических и технико-экономических показателей. Реклама оптовых поставок нитробензола в качестве сырья для производства анилина и селективного растворителя.
Характеристика сточных вод
В процессе коксования угольных шихт наряду с другими летучими продуктами образуются фенолы. Простейшим из фенолов, гидроксильное производное бензола, является фенол С6Н6О.
Азотная кислота
Структура азотной кислоты. Дымящая азотная кислота. Строение кислоты с МВС.
Осмос
Осмос, перенос вещества из одного раствора в другой через мембрану. Мембраны, проницаемые не для всех, а лишь для определенных веществ, называют полупроницаемыми.
Анализ смеси сухих солей
Анализ смеси сухих солей Лабораторная работа Российский химико-технологический университет имени Д. И. Менделеева Москва, 2005 г. Анализ смеси сухих солей FeCl3 и FeSO4
Понижение жесткости воды вымораживанием
Для успешного разведения многих видов рыб совершенно необходима мягкая вода. Так как аквариумист-любитель почти никогда не может достать подходящую по качеству воду из естественных водоемов, он вынужден сам заниматься снижением жесткости воды.