CC BY
10Бюллетень науки и практики /Bulletin of Science and Practice Т. 7. №12. 2021
https://www.bulletennauki.com https://doi.org/10.33619/2414-2948/73
ХИМИЧЕСКИЕ НА УКИ / CHEMICAL SCIENCES
УДК 541.486.541.11.541.49 https://doi.org/10.33619/2414-2948/73/01
AGRIS P10
ИССЛЕДОВАНИЕ СИСТЕМЫ ИОДИД БАРИЯ-ГМТА-ВОДА
©Алтыбаева Д. Т., ORCID: 0000-0002-0309-3631, SPIN-код: 6875-5463, д-р хим. наук, Ошский государственный университет, г. Ош, Кыргызстан, altybaeva_d@mail.ru ©АбдуллаеваЖ. Д., ORCID: 0000-0001-5 777-4478, SPIN-код:1815-7416, канд. хим. наук,
Ошский государственный университет, г. Ош, Кыргызстан, jypar.science@oshsu.kg ©Атакулова Б. М., ORCID: 0000-0001-9994-2388, Ошский государственный университет,
г. Ош, Кыргызстан, begimaiatakulova@gmail.com ©Джумаева Ж. Ш., ORCID: 0000-0003-1147-3623, Ошский государственный университет,
г. Ош, Кыргызстан, jumaevajansuluu@gmail.com ©Мирзаева М., ORCID: 0000-0001-9032-3185, канд. хим. наук, Ошский государственный университет, г. Ош, Кыргызстан, mahira.rysbaevna@mail.ru
STUDY OF BARIUM IODIDE-HEXAMETHYLENTETRAMIN-WATER SYSTEM
©Altybaeva D., ORCID: 0000-0002-0309-3631, SPIN-code: 6875-5463, Dr. habil,
Osh State University, Osh, Kyrgyzstan, altybaeva_d@mail.ru ©Abdullaeva Zh., ORCID: 0000-0001-5777-4478, SPIN-code: 1815-7416, Ph.D., Osh State University, Osh, Kyrgyzstan, jypar.science@oshsu.kg ©Atakulova B., ORCID: 0000-0001-9994-2388, Osh State University,
Osh, Kyrgyzstan, begimaiatakulova@gmail.com ©Dzumaeva Zh., ORCID: 0000-0003-1147-3623, Osh State University, Osh, Kyrgyzstan, jumaevajansuluu@gmail.com ©Mirzaeva M., ORCID: 0000-0001-9032-3185, Ph.D., Osh State University, Osh, Kyrgyzstan, mahira.rysbaevna@mail.ru
Аннотация. Актуальность. В статье изучены гетерогенные равновесия в тройных водных системах ВаЬ — (СШ)б№ — H2O, синтезированные комплексы могут быть применены в качестве антибактериального препарата в ветеринарии. Материалы и методы исследования: гетерогенные равновесия были изучены изотермическим методом растворимости при 25 °C. Установлены концентрационные пределы существования соединений и типы их растворимости. Цели исследования: определить тип химической связи между комплексообразователем и лигандом, а также общие закономерности термического разложения синтезированных соединений. Результаты исследования: изучена и составлена изотерма растворимости системы ВаЬ — (СШ)б№ — H2O. Выводы: выявлено влияние анионов на комплексообразование и состав образующихся соединений.
Abstract. Research relevance in this article is based on study of heterogeneous equilibria in ternary aqueous systems Bal2 — (CH2)6N4 — H2O, as synthesized complexes can be used as an antibacterial drug in veterinary medicine. Materials and research methods: heterogeneous equilibria were studied by the isothermal solubility method at 25 °С. Concentration limits of compounds existence and their solubility types have been established. Research objectives: to determine chemical bond types between the complexing agent and the ligand, as well as the general
Бюллетень науки и практики /Bulletin of Science and Practice Т. 7. №12. 2021
https://www.bulletennauki.com https://doi.org/10.33619/2414-2948/73
laws of thermal decomposition of synthesized compounds. Research results: the solubility isotherm of the Bal2 — (CH2)6N4 — H2O system has been studied and compiled. Conclusions: effect of anions on complexation and composition of resulting compounds were revealed.
Ключевые слова: гетерогенные равновесия, изотермический метод, изотерма растворимости, комплексообразователь.
Keywords: heterogeneous equilibria, isothermal method, solubility isotherm, complexing
agent.
Исследование комплексов биометаллов с ионами брома, иода с фармако-физиологическим лигандом гексаметилентетрамином (ГМТА) позволяет определить их особенности, выявить новые полезные свойства. Йод принадлежит к жизненно важным микроэлементам, который участвует в нормальном функционировании человеческого организма и является структурным компонентом гормонов щитовидной железы [1].
Многие работы, однако, выполнены препаративным методом, не позволяющим определить их концентрационные пределы. Вследствие этого данные о составе эти соединений противоречивы. С точки зрения развития теории координационной химии [2] представляет интерес изучение взаимного влияния лигандов (ГМТА, вода, анионы) на процесс комплексообразования, а также зависимости состава и строение образуемых ими комплексных соединений [3]. Изучение этих вопросов послужит основой для установления общих закономерностей процессов комплексообразования соединений, содержащих ионы металла - органический лиганд - вода, а также их взаимосвязь в последовательности состав - строение - свойства.
Таким образом, необходимым является изучение влияния на комплексообразование галогенидов бария, концентрации компонентов на физико-химические свойства, образующихся соединений, а также выявление закономерностей термохимических превращений полученных соединений, определение температуры разложения, определение химической связи между комплексообразователем и лигандам, что и обуславливает актуальность настоящего исследования.
Цели и задачи исследования. Целью работы было установить общие закономерности комплексообразования в тройных водных системах [4], содержащих иодид бария и ГМТА.
Материал и методы исследования
В статье использованы следующие методы исследования: метод растворимости для изучения гетерогенных равновесий в тройных водных системах иодид бария - ГМТА - вода при 25 °С; определение состава и концентрационных пределов существования соединений, а также установить характер их растворимости, физи^-химические свойства синтезированных соединений, наметить пути практического использования полученных соединений.
Растворимость новых соединений в органических растворителях
Определение растворимости синтезированных соединений проводилось с целью подбора индифферентной жидкости для определения плотности кристаллов. Для этой цели были взяты следующие растворители: бензол, четыреххлористый углерод, ацетон, хлороформ. Определение проводилось следующим образом. Колбу емкостью 50 мл с измельченным испытуемым комплексом, который заливали органической жидкостью до получения насыщенного раствора, помещали в термостат, где выдерживали в течение суток с
Бюллетень науки и практики /Bulletin of Science and Practice Т. 7. №12. 2021
https://www.bulletennauki.com https://doi.org/10.33619/2414-2948/73
периодическим перемешиванием при 25 °С. После этого во взвешенные бюксы отфильтровывали и взвешивали часть растворителя. Затем фильтрат выпаривали и вес бюкса доводили до постоянного значения.
Результаты и обсуждение Гексаметилентетрамин, (СШ)бК4(ГМТЛ), являющийся производным формальдегида, впервые был получен в 1859 г. Л. М. Бутлеровым в реакции взаимодействия газообразного аммиака с параформальдегидом [5]. Л. В. Гофманом [6] в 1869 г. была представлена реакция, получения ГМТЛ из водного раствора формальдегида и газообразного аммиака. Эта реакция имеет следующий вид:
бСШО(в) + 4КНз(г) ^ (СН)б^ + 6Н2ОЖ + 81 ккал.
В настоящее время гексаметилентетрамин получают пропусканием газообразного аммиака (при температуре 20, 100, 150 °С) через 30%-ный раствор формалина, содержащего 1-2% метанола. ГМТЛ — бесцветное, не имеющее запаха кристаллическое вещество со сладковатым вкусом, кристаллизуется при обычных условиях из водных растворов в безводной форме, в виде ромбических додекаэдров. Изотерма растворимости системы ВаЬ -(СШ)бК4 - Н2О. Результаты исследования растворимости приведены в Таблице 1 и представлены на Рисунке.
Таблица 1
ИЗОТЕРМА РАСТВОРИМОСТИ СИСТЕМЫ ВаЬ - (CHOeN - H2O при 25 °C
№ Состав жидкой фазы Состав твердого остатка Молекулярный состав твердых
точки масс. % масс. % фаз
ВаЬ (CH)N4 Zсолей ВаЬ (CH)N4 Zсолей
1 68,60 — 68,60 78,34 — 78,34 ВаЬ х 2H2O
2 — — — 76,70 0,2 76,91 ВаЬ х 2H2O
3 56,02 4,28 60,30 — 0,43 77,13 ВаЬ х 2H2O
4 71,65 0,04 78,69 ВаЬ х 2H2O
5 58,12 22,10 80,22 ВаЬ х2H2O+ВаЬ: X8H2O 2(CH2)6N4
6 50,80 24,26 75,06 ВаЬ х 2(CH2)6N4 х 8H2O
7 51,32 5,21 56,53 48,96 25,26 74,22 ВаЬ х 2(CH2)6N4 х 8H2O
8 44,11 7,98 52,09 46,78 26,23 72,01 ВаЬ х 2(CH2)6N4 х 8H2O
9 37,68 11,81 49,49 44,19 25,70 69,98 ВаЬ х 2(CH2)6N4 х 8H2O
10 31,69 15,63 47,32 41,00 26,41 67,41 ВаЬ х 2(CH2)6N4 х 8H2O
11 25,66 21,14 46,80 39,96 29,63 69,59 ВаЬ х 2(CH2)6N4 х 8H2O
12 2,09 27,31 49,40 38,25 31,86 60,09 ВаЬ х 2(CH2)6N4 х 8H2O
13 40,00 35,46 75,46 ВаЬ х 2(CH2)6N4 х 8H2O
14 29,41 47,14 76,55 ВаЬ х 2(CH2)6N4 х 8H2O
15 20,98 38,02 59,00 21,13 57,98 79,11 ВаЬ х 2(Ш2)6Ш +(CH2)6N4 8H2O
16 ВаЬ х 2(CH2)6N4 +(CH2)6N4 х 8H2O
17 14,43 38,58 53,01 2,01 92,00 94,01 (CH2)6N4
18 10.55 40,59 51,09 1,02 93,12 94,14 (CH2)6N4
19 5,50 43,19 48,69 0,80 93,71 94,51 (CH2)6N4
20 — (CH2)6N4
21 47,00 47,00 — 100,00 100,00 — (CH2)6N4
Бюллетень науки и практики /Bulletin of Science and Practice Т. 7. №12. 2021
https://www.bulletennauki.com https://doi.org/10.33619/2414-2948/73
Рисунок. Изотерма растворимости ВаЬ - - H2O при 25 °С.
Как видно из Рисунка, изотерма растворимости системы характеризуется тремя ветвями кристаллизации. Крайние две ветви отвечает выделению в твердую фазу исходных компонентов: шестиводного иодида бария, растворимость которого равна 66,80% и гексаметилентетрамина. В области средней ветви (точки 5-12), соответствующей следующей концентрации исходных компонентов: иодида бария 55,02-20,98%, ГМТА 4,28-38,02%, в твердую фазу выделяется новое соединение ВаЬ 2(CH2)6N4x8H2O, растворимое в воде конгруэнтно.
Исследование термической устойчивости соединений Исследование термической устойчивости соединения в Таблице 2 сопровождалось изучением ИК-спектров остатков, что позволило качественно расшифровать многие термоэффекты: дериватограмма ГМТА характеризуется двумя эффектами. Первый эффект при 282° соответствует возгонке ГМТА. При дальнейшем повышении температуры наблюдается незначительное разложение ГМТА. Экзотермический эффект при 530°, вероятно, обусловлено окислением оставшегося углерода.
Таблица 2
ТЕРМИЧЕСКИЕ ЭФФЕКТЫ СОЕДИНЕНИЯ ГМТА С ИОДИДОМ БАРИЯ
Формулы соединения Термоэффекты Выводы
(CH2)6N4 282° Возгонка с незначительным разложением
ВаЬ х 2Н2О (лит.) 99° Обезвоживание
ВаЬ х (CH2)6N4 х 8H2O 160° Ступенчатая дегидратация
246° Разложение комплекса
274°
Бюллетень науки и практики / Bulletin of Science and Practice Т. 7. №12. 2021
https://www.bulletennauki.com https://doi.org/10.33619/2414-2948/73
Выводы
Выделенные соединения подвергали обезвоживанию, а затем снимали спектры поглощения в вазелиновом масле. На ИК-спектрах обезвоживание основные полосы валентных колебаний ГМТА расщеплены.
Это подтверждает то, что ГМТА в данном соединении с ионом металла связан одним атомом азота, показывая координационную емкость, равную одному.
Таким образом мы приходим к выводу, что отсутствие расщепления не является основанием для подтверждения того, что ГМТА связан четырьмя атомами азота, а следует отметить наличие двух различных типов связи молекул воды в комплексе.
Список литературы:
1. Трошина Е. А., Платонова Н. М. Метаболизм йода и профилактика йододефицитных заболеваний у детей и подростков // Вопросы современной педиатрии. 2008. Т. 7. №3. С. 6675.
2. Михайлов О. В. Структура вещества и теории химических процессов. «Координационное соединение» // Вестник Казанского технологического университета. 2003. №1. С. 7-10.
3. Сироткин О. С., Сироткин Р. О., Татаринцева Т. Б. Комплексные соединения в рамках системной классификации химических веществ // Вестник Казанского технологического университета. 2017. Т. 20. №11. С. 11-17.
4. Трошанин Н. В., Бычкова Т. И. Гетеролигандные комплексы кобальта (II) с гидразидами некоторых ароматических кислот и L-гистидином // Ученые записки Казанского университета. Серия Естественные науки. 2019. Т. 161. №1. С. 31-41. https://doi.Org/10.26907/2542-064X.2019.1.31-41
5. Бердоносов Д. Ю., Гуменюк Г. Я., Тарасов К. С. Разработка генератора газообразного формальдегида и метода анализа формальдегида в газовой и к-фазе, образующихся при работе генератора // Известия Санкт-Петербургского государственного технологического института (технического университета). 2007. №2. С. 66-69.
6. Арбузов А. Е. Краткий очерк развития органической химии в России. М.; Л., 1948.
224 с.
References:
1. Troshina, E. A., & Platonova, N. M. (2008). Iodine metabolism and prophylaxis of iodine-deficient diseases in children and adolescents. Current Pediatrics (Moscow), 7(3), 66-75. (in Russian).
2. Mikhailov, O. V. (2003). Struktura veshchestva i teorii khimicheskikh protsessov. "Koordinatsionnoe soedinenie". VestnikKazanskogo tekhnologicheskogo universiteta, (1), 7-10. (in Russian).
3. Sirotkin, O. S., Sirotkin, R. O., & Tatarintseva, T. B. (2017). Kompleksnye soedineniya v ramkakh sistemnoi klassifikatsii khimicheskikh veshchestv. Vestnik Kazanskogo tekhnologicheskogo universiteta, 20(11), 11-17. (in Russian).
4. Troshanin, N. V., & Bychkova, T. (2019). Heteroligand cobalt (II) complexes with some aromatic acid hydrazides and L-histidine. Uchenye Zapiski Kazanskogo Universiteta. Seriya Estestvennye Nauki, 161(1), 31-41. (in Russian). https://doi.org/10.26907/2542-064X.2019.L31-41
Бюллетень науки и практики / Bulletin of Science and Practice https://www.bulletennauki.com
Т. 7. №12. 2021 https://doi.org/10.33619/2414-2948/73
5. Berdonosov, D. Yu., Gumenyuk, G. Ya., & Tarasov, K. S. (2007). Razrabotka generatora gazoobraznogo formal'degida i metoda analiza formal'degida v gazovoi i k-faze, obrazuyushchikhsya pri rabote generatora. Izvestiya Sankt-Peterburgskogo gosudarstvennogo tekhnologicheskogo instituta (tekhnicheskogo universiteta), (2), 66-69. (in Russian).
6. Arbuzov, A. E. (1948). Kratkii ocherk razvitiya organicheskoi khimii v Rossii. Moscow. (in Russian).
Работа поступила в редакцию 15.11.2021 г.
Принята к публикации 17.11.2021 г.
Ссылка для цитирования:
Алтыбаева Д. Т., Абдуллаева Ж. Д., Атакулова Б. М., Джумаева Ж. Ш., Мирзаева М. Исследование системы иодид бария-ГМТА-вода // Бюллетень науки и практики. 2021. Т. 7. №12. С. 19-24. https://doi.org/10.33619/2414-2948/73/01
Cite as (APA):
Altybaeva, D., Abdullaeva, Zh., Atakulova, B., Dzumaeva, Zh., & Mirzaeva, M. (2021). Study of Barium Iodide-Hexamethylentetramin-Water System. Bulletin of Science and Practice, 7(12), 19-24. (in Russian). https://doi.org/10.33619/2414-2948/73/01
