CC BY
24
УДК 547-38
Я. Х. Валеев (асп.), Р. Н. Хлесткин (д.т.н., проф.)
Влияние аниона и катиона на термоустойчивость солей алифатических карбоновых кислот
Уфимский государственный нефтяной технический университет, кафедра нефтехимии и химической технологии 450062, г. Уфа, ул. Космонавтов, 1; тел. (347) 2420857, e-mail: valeevyh@mail.ru
Ya. Kh. Valeev, R. N. Khlyostkin
Influence of anion and cation on the thermal stability
of salts of aliphatic carboxylic acids
The Ufa State Petroleum Technical University 1, Kosmonavtov Str., 450062, Ufa, Russia; ph. (347) 2420857, e-mail: valeevyh@mail.ru
Методом термогравиметрии определены температурные этапы превращения солей алифатических карбоновых кислот и на этом основании охарактеризованы ряды их возрастающей термической устойчивости. Определено, что на термоустойчивость солей карбоновых кислот значительно влияние оказывает природа аниона и катиона. Установлено, что соли алифатических карбоновых кислот щелочных металлов более устойчивы к тепловому воздействию по сравнению с соответствующими солями щелочноземельных и переходных металлов.
Ключевые слова: термогравиметрический анализ; соли карбоновых кислот; литий; натрий; калий; магний; кальций; барий; кадмий; цинк.
Thermogravimetric method defined stages of the transformation temperature of salts of aliphatic carboxylic acids, and on this basis, characterized by increasing ranks of their thermal stability. It was determined that the thermal stability of salts of carboxylic acids significantly influenced by the nature of the anion and cation. It is established that the salts of aliphatic carboxylic acids, alkali metals are more resistant to heat, compared with the corresponding salts, alkaline earth and transition metals.
Key words: thermogravimetric analysis; salts of carboxylic acids; lithium; sodium; potassium; magnesium; calcium; barium; cadmium; zinc.
Соли карбоновых кислот широко используются в органическом синтезе, медицине, строительстве, текстильной промышленности, при синтезе катализаторов и в других областях техники и технологии 1-4, однако данные систематических исследований термодеструкции данных соединений в литературе практически отсутствуют. Стремясь выявить общие тенденции в изменении свойств солей при переходе от одного металла к другому, мы провели термогравиметрический анализ солей алифатических (муравьиной, уксусной, пропионовой и масляной) кислот.
Исследования проводились на дериватог-рафе ОД-102 (Венгрия) в среде инертного газа (гелия) в платиновом тигле с крышкой при скорости нагрева 5 оС/мин.
Всего анализу было подвергнуто 34 образца солей карбоновых кислот, полученных нами по известным методикам и подвергнутых
Дата поступления 07.10.11
очистке. Часть коммерчески доступных солей имела квалификацию «ч» и «чда». В качестве объектов исследования были использованы формиаты, ацетаты, пропионаты и бутираты щелочных, щелочноземельных и переходных металлов.
Нами установлено, что природа металла оказывает влияние на термоустойчивость соли карбоновой кислоты, однако это воздействие остается практически непредсказуемым и требует в каждом отдельном случае экспериментального определения. На основании полученных данных установлены следующие ряды возрастающей термоустойчивости солей:
формиаты: медь+2 < кадмий+2 < никель+2 < <цинк+2 < литий+1 < натрий+1 < магний+2 < барий^ < калий+1 < кальций+2;
ацетаты: медь+2 < кадмий+2 < кобальт^ < цинк+2 < магний+2 < литий+1 < кальций^, натрий+1, барий+2 < калий+1;
пропионаты: медь+2 < кадмий+2 < цинк+2 < «-»+2 «-»+1 «-»+1 «-»+1 <кальций 2 < литий 1 < натрий , калий ,
бутираты: медь+! < кадмий+2 < цинк+2 <
+2 +1 +1 +1 < кальций 2, литий 1 < натрий , калий 1;
Из приведенных данных видно, что за исключением щелочных карбоксилатов, термоустойчивость солей всех исследованных карбоновых кислот возрастает в одной и той же последовательности:
медь+2 < кадмий+2 < цинк+2 < магний+2 < <кальций+2 < барий+2.
Характер изменения термоустойчивости щелочных солей карбоновых кислот зависит не только от природы металла, но и аниона кислоты. Так, у солей алифатических карбоно-вых кислот она, как правило, возрастает в ряду литий<натрий<калий, однако интенсивность этого роста падает по мере перехода от формиатов и ацетатов к пропионатам и бу-тиратам.
Как катионы, так и анионы, образующие соли кислот, оказывают влияние на их термоустойчивость. Экспериментально нами установлено, что для исследованных образцов эта характеристика изменяется в следующей последовательности:
формиаты < ацетаты < бутираты < пропи-онаты.
Таким образом, проведенные нами исследования позволили выявить ряды возрастающей термической устойчивости солей алифатических карбоновых кислот. Показано, что на термоустойчивость солей оказывает влияние природа катиона и аниона их образующих. Установлено, что соли алифатических карбо-новых кислот щелочных металлов более устойчивы к тепловому воздействию по сравнению с соответствующими солями щелочноземельных и переходных металлов.
Литература
1. Хлесткин Р. Н., Валеев Я. Х., Жуков Р. С. // Баш. хим. ж.- 2010.- Т.17, №2.- С. 165.
2. Хлесткин Р. Н., Валеев Я. Х. / / Баш. хим. ж.- 2011.- Т. 18, №2.- С.60.
3. Топлива, смазочные материалы, технические жидкости. Ассортимент и применение: Справочник / И.Г. Анисимов, К.М. Бадыштова, С.А. Бнатов и др.; Под ред. В.М. Школьникова. Изд. 2-е перераб. и. доп.- М.: Издательский центр «Техинформ», 1999.- 596 с.
4. Люк Э., Ягер М. Консерванты в пищевой промышленности.- 3-е изд. Пер. с нем.- СПб.: Ги-орд, 2000.- 256 с.
