CC BY
47
УДК 541.8
Т. Н. Понамарева, Ю. М. Артемкина, В. М. Ермаков, В. В. Щербаков
Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, Москва, Россия
ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ВОДНЫХ РАСТВОРОВ ГЛИЦИНА И ХЛОРУКСУСИОЙ КИСЛОТЫ
При температурах 20, 40 и 60 "С на частоте 6000 МГц измерены активная и реактивная составляющие комплексной диэлектрической проницаемости концентрированных водных растворов глицина и хлоруксусиой кислоты. На основе полученных данных рассчитаны статическая диэлектрическая проницаемость, время дипольной диэлектрической релаксации и предельная высокочастотная электропроводность. Проанализирована концентрационная и температурная зависимости диэлектрических характеристик исследуемых растворов.
Диэлектрические характеристики растворов необходимы для проведения термодинамических расчетов процессов, протекающих в растворах. В случае водных растворов глицина и хлоруксусиой кислоты эти свойства изучены недостаточно. Для глицина, например, имеются данные лишь при комнатной температуре [1]. В настоящей работе при температурах 20, 40 и 60 "С на частоте 6000 МГц методом цилиндрического стерженька в волноводе [2] измерены активная е' и реактивная е" составляющие комплексной диэлектрической проницаемости (ДП) водных растворов глицина (в интервале концентраций 0-3 моль/л) и хлоруксусиой кислоты (в интервале концентраций 0-9 моль/л), табл. 1, 2.
Табл. 1 Активная 8' и реактивная е" составляющих комплексной ДП смесей вода-глицин при температурах 20, 40 и бОоС на частоте 6000 МГц
с, моль/л Т = 20 иС Т = 40 "С II о\ О
е" е" е' Е" в' е"
0 71.8 23.4 70,2 14.0 65.1 10,6
0,1 71.7 26,5 71,4 16,0 66,4 12.4
0,5 70.4 37.0 74,8 24.3 70.7 9,3
1,0 67,3 46,9 76.7 35.1 74,1 28,7
1,5 58,3 54,5 77.8 43,9 75,7 37,3
2.0 53,9 58.9 75,0 52.7 75,9 45.4
3.0 41.8 62,5 68.9 65.2 72.9 58.9
На основе полученных величин е* не" рассчитаны статическая ДП £„ время дипольной диэлектрической релаксации т и предельная высокочастотная (ВЧ) электропроводность (ЭП) к» исследованных растворов. Расчет величии £5, х и к» проводился по формулам:
(1)
т = —7-, (2)
со е -е„
к«,= (3)
х
В выражениях (1 - 3) 6« - оптическая составляющая комплексной ДП 800=5,0), 8» - абсолютная ДП вакуума, се - круговая частота.
Табл. 2 Активная е' и реактивная е" составляющих комплексной ДП смесей вода-хлоруксусная кислота при температурах 20,40 и бОоС на частоте 6000 МГц
С, моль/л Т = 20 "С Т = 40 иС T = 60UC
к' s" е' е" е' е"
0 71,8 23,4 70,2 14,0 65,1 10,6
0,1 69,1 23.5 68,6 14,1 64,0 10.9
0,5 65,1 24,0 66,1 14.7 62,1 11,4
1,0 60,5 24,8 62,9 15,5 59,0 12,6
1.5 57,9 25,3 61,4 17,0 56,0 12,9
2,0 53,5 26,3 59.2 17.4 54,6 13,4
2,5 50,9 Г 26,5 57.4 18,0 52,8 13,8
3.0 49.0 27.0 55,3 18,4 51.4 14.3
3,5 45,8 25,7 51,9 17.7 49,0 14,3
4,0 42.6 25,1 49,4 17,6 46,0 14,2
5,0 36.4 23,0 44,2 16,8 40.5 14,1
7,0 29.6 20.7 37,2 15,9 34,7 13.4
9,0 22.9 17.5 29,8 14,7 28,3 11,9
При определении £, и т растворов хлоруксусной кислоты вносилась поправка на удельную Э.П. При этом дилольная составляющая коэффициента диэлектрических потерь определялась согласно выражению:
(4)
а>е„
в котором к. - удельная ЭП раствора хлоруксусной кислоты [3].
90-|4< б 70 te*.
50 i
30
-*-<J0"C -*-í.tfc
о
5 С, моль/л10
Рис. 1. Зависимость статической ДП водного раствора глицина (а) и хлоруксусной кислоты (б) от концентрации
Статическая ДП различным образом изменяется в зависимости от концентрации раствора в исследуемых смесях, рис. 1.
40
20 -
7"10 , С
-♦"•20 С -И0°С
-Л-60"с
о
12 3 4
С, моль/л
30 Г-1О!0,с б |~»-20сС
20 -
10 • ***** ¡¡»г*31 я -•-* - *
0
5 С,МОЛЬ/Л
Рис. 2. Зависимость времени дипольной диэлекгрнческой релаксации водного раствора глицина (а) и хлоруксусной кислоты (б) от концентрации
1,5 -1«», См/см 1
0,5 Н О
-*~20С
*-вРС
1 2 3
С, моль/л
1.5 -I] к„, См/см ч -*~20°С -АбО'С
0.5 • о -•г
0 5 С, моль/л 10
Рис. 3. Зависимость предельной ВЧ ЭП водного раствора глицина (а) и хлоруксусной кислоты (б) от концентрации
1,5 1
0,5
♦ 1-20'С -»-1.4СГС -*-1-б(№ 2-20*0
■•-245 &С,
5 С, моль/л10
й -,т/т(Н20) б /
2
-*- 1-20С • мвтг
1-60'С — 1-2Х?С
2'40°С
2-б(Л
5 10
С, моль/л
Рис. 4. Зависимость относительного изменения статической ДП (а) и времени дипольной диэлектрической релаксации (б) водного раствора глицина (1) и хлоруксусной кислоты (2) от концентрации
При повышении содержания глицина наблюдается повышение е„ рис. 1а, в то время как увеличение содержания хлоруксусной кислоты приводит к снижению статической ДП раствора, рис. 16.В отличии от статической ДП время дипольной диэлектрической релаксации одинаковым образом изменяется с концентрацией органического компонента - во всех исследуемых растворах наблюдается возрастание т при повышении концентрации, рис. 2.
Предельная ВЧ ЭП к«, уменьшается при увеличении концентрации глицина и хлоруксуеной кислоты, рис. 3. Необходимо отметить, что относительные изменения статической ДП (ss,/es(H20)) и времени дипольной релаксации (т,/т(Н20)) в пределах погрешности их определения не зависят от температуры - значения ss/ss(H20) и т,/т(Н20) полученные при температурах 20,40 и 60°С укладываются на единые кривые для водных растворов глицина и хлоруксусной кислоты, рис. 4. В результате обработки рассматриваемых зависимость были получены уравнения, описывающие зависимость статической ДП и времени дипольной диэлектрической релаксации от концентрации глицина и хлоруксусной кислоты в интервале температур 20 - 60°С:
ss = еь(Н20) (1 - А С), (5)
т = т(Н20) (1 + В Q, (6)
Для водного раствора глицина А= - 0,282 , В= 1,275. В растворах хлоруксусной кислоты А=0,057 , В= 0,217 . Уравнения (5) и (6) могут быть использованы для оценки значений статической ДП и времени диэлектрической релаксации концентрированных растворов глицина и хлоруксусной кислоты в интервале температур 20 - 60°С.
Библиографические ссылки
1. Ахадов Я.Ю. Диэлектрические свойства бинарных растворов. М.: Наука,
1977. 400 с.
2. Узбеков P.A., Ермаков В.И. Установка СВЧ для измерений диэлектрической проницаемости растворов электролитов. /Журнал физической химии, 1970. Т. 44. №7. С. 1839-1843.
6. 3. Демидов М.В.. Понамарева Т.Н., Барботина H.H. Электропроводность концентрированных водных растворов хлоруксусной кислоты. // Успехи в химии и химической технологии: Сб. науч. тр. [под ред. П.Д. Саркисова и В.Б. Сажина]; / РХТУ им. Д.И. Менделеева М.: Изд-во РХТУ им. Д.И. Менделеева, 2007 T.XXI. №3(71). С. 54-57.
УДК 547.791.8:541.14
А. А. Ивлев, Р. Н. Егоров, Т. Ю. Колдаева, В. П. Перевалов
Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, Москва; Россия
СИНТЕЗ И АНАЛИЗ СПЕКТРОВ ПОГЛОЩЕНИЯ И ФЛУОРЕСЦЕНЦИИ ЗАМЕЩЕННЫХ 2-[4-(2Я-БЕНЗОТРИАЗОЛ-2-ИЛ)-3-ГИДРОКСИФЕНИЛ] -2,3-ДИГИДРО-1 tf-BEH30[DE] ИЗОХИНОЛ ИИ-1,3-ДИОНА
The certain practical interest represents association to one molecule of fragments 2-(2H-benzotriazol-2-yl)phenol (UV-absorber) and aminonaphtalemide (luminofore). As initial connection lias been chosen 3-amino-6-(2H- benzotriazol-2-yl) the phenol (1) possessing weak basicity, and as acetyling the agent 4-nitronaplitalic anhydride (2). Electronic spectra of absorption and spectra of fluorescence are written down, quantum yields are measured.
