Научная статья на тему 'Влияние ионной силы на комплексообразование никеля(II) с 2- оксипропилен-1,3-диамин-N,n,n',n'-тетрауксусной кислотой'

Влияние ионной силы на комплексообразование никеля(II) с 2- оксипропилен-1,3-диамин-N,n,n',n'-тетрауксусной кислотой Текст научной статьи по специальности «Химические науки»

CC BY
87
17
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Аннотация научной статьи по химическим наукам, автор научной работы — Гридчин С. Н., Кочергина Л. А., Коновалов П. Г.

Потенциометрическим методом определены константы устойчивости комплексов никеля(II) с 2-окcunponuneн-1,3-duaмин-N,N,N',N'-mempayкcycнoй кислотой при 298,15K и значениях ионной силы 0.1; 0.5; 1.0 (KNO3). Экстраполяцией полученных данных на нулевую ионную силу по уравнению Васильева рассчитаны величины термодинамических констант диссоциации. Результаты сопоставлены с соответствующими литературными данными по родственным соединениям.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Influence of an ionic strength on nickel(Ii) complexion with 2- hydroxypropylene-l,3-diamine-N,N,N',N'-tetraacetic acid

The stability constants for nickel(II) complexes of 2-hydroxypropylene-1,3-diamine-N,N,N',N'-tetraacetic acid have been determined by potentiometric method at 298.15K and at an ionic strength of 0.1; 0.5; 1.0 ( KNO3 ). The thermodynamic dissociation constants have been evaluated by extrapolating the data obtained to the zero ionic strength using the Vasil'ev equation. The results were compared with the literature data on related compounds.

Текст научной работы на тему «Влияние ионной силы на комплексообразование никеля(II) с 2- оксипропилен-1,3-диамин-N,n,n',n'-тетрауксусной кислотой»

Определение содержания палладия в исследуемых димерных соединениях осуществляли гравиметрически в виде диметилглиоксимата палладия (П) Р(1(ДМГ)2 по методике, описанной в [3],

Определение содержания хлорид- и иод ид-ионов проводили методом потенциометрического титрования. Навеску исследуемого комплекса (0,03-0,05 г) обрабатывали избытком концентрированного раствора аммиака при нагревании на водяной бане до растворения. Раствор нейтрализовали азотной кислотой до рНдоводили объем раствора до 50 см3 03 М раствором МаЬЮ;, и титровали потенциометр и чес к и водным раствором нитрата серебра с-0.025 моль/дм' с ионеелектив-ньш электродом, обратимым по отношению к ионам серебра (I), используя в качестве электрода сравнения хлорсеребрямый электрод.

На кривой потенциометрического титрования соединений I, II, IV и V наблюдались два четких скачка: первый, при потенциале 230-300 мВ, соответствует осаждению иодид-ионов, второй, при потенциале 540-560 мВ, отвечает осаждению хлорид-ионов. Расход титранта до первого и второго скачка одинаков. На кривой титрования соединения III наблюдался один скачок, соответствующий осаждению четырех иодид-ионов.

ЛИТЕРАТУРА

1. Гельфман МЖ, Салищсва Ö.B. Жури, неорган, химии. 2002. TAI. N2I L СЛ867-1869. *

2. Черняев ИМ, Синтез комплексных соединений металлов платиновой группы, Справочник.М,: Наука, 1964,340 с,

3. С&пищева O.R* Гелъфшн 1\ЪИ*, Казакова КО. Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2005Х 48. Вып. 12. G26.

Кафедра физической и коллоидной химии

УДК 541/1 15 ; 546.47

СМ. ГРИДЧИН, ЛЛ. КОЧЕРГИ НА, П. Г. КОНОВАЛОВ

ВЛИЯНИЕ ИОННОЙ СИЛЫ НА КОМПЛЕКСООБРАЗОВАНИЕ НИКЕЛЯ(П) С 2-ОКСИПРОПИЛЕН-1^ДИАМИН-М^^\№-ТЕТРАУКСУСНОЙ КИСЛОТОЙ

(Ивановский государственный химико-технологический университет)

Потен циометрическим методом определены константы устойчивости комплексов никеля (П) с 2-OKCtínpon^eH'1^3^uaMm^NJN9NfJNLmen^ayKcycttoü кислотой при 298J5K и значениях ионной силы 0J; 0,5; LO (KNO¿). Экстраполяцией полученных данных на нулевую ионную силу по уравнению Васильева рассчитаны величины термодинамических констант диссоциации. Результаты сопоставлены с соответствующими литературными данными по родственным соединениям.

Литературные данные [1-5] по константам устойчивости 2-океипропилендиаминтетраацетатов никеля (И) приведены в таблице,

Авторы работ [1-3] не учитывали возможность образования протон и рован нош комплексоната. Обработка экспериментальных данных в работе [5] проводилась по программе GAUSS G [6], использующей метод Гаусса-Ньютона для минимизации cvMivibi квадратов ошибок аналитической концентрации ионов водорода. Указанная программа характеризуется возникновением в расчете больших поправок, приводящих к осцилляциям и отсутствию схо-димоети [7], Поэтому значения lg K(NiL/') и Ig K(NiHL""X полученные авторами [5], едва ли можно считать надежными. Противоречивость данных и от-

сутствие информации о влиянии ионнои силы на устойчивость оксипропшюцдиаминтеграацетатов никеля (II) обусловила необходимость экспериментального определения констант устойчивости образующихся комплексов при нескольких значениях ионной силы.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ В работе была использована 2«океипропи-лен-1.3-диамин-Н,ЫчТч1'^^тетрауксусная кислота, синтезированная в ИРЕА (г.Москва). Чистоту препарата контролировали методом потенциометрического титрования. Содержание безводного комплексона составило 97,2% ( или 99,9% в пересчете на Н4Ь .72Н20 ), Нитрат никеля (II) ("чл-а ") был дважды перекристаллизован из бидистиллированной водьг Растворы КОН и HNGз готовили

из реактивов марки "х<чЛ Концентрацию рабочих растворов устанавливали обычными титриметри-ч ее км ми методами.

Таблица.

Константы устойчивости о к си пр о п ил е иди а-минтетраацетатов никеля (II).

Table.

Stability constants of nickel(II) hydro xyp ropy lenedi amine tetraacetate s .

Комплексообразование ОПДТД с ионами ~Ы|2+ изучали методом потенциометрического титрования при 298Л 5К и значениях ионной силы 0.1. 0.5 и 1.0 (КЖ>0. Начальная концентрация ОПДТА была равна 5 Л (Г 3 моль/л, а начальная концентрации металла » ЗЛО"""'; 5-1 (Г3; МО"2 моль/л. Титрование раствора комплекеона, содержащего нитрат никеля(П), проводили стандартным

бескарбоиатным раствором КОН, содержащим фоновый электролит, чтобы избежать изменения ионной силы в процессе титрования за счет разбавления; количество добавляемого титранта оп-

ределяли гравиметрически. Перед снятием каждой кривой титрования потенциометрическую установку калибровали по стандартным растворам Н1ЧОз и КОН, содержащими нитрат калия для создания необходимого значения ионной силы.

Для определения равновесной концентрации ионов водорода измеряли ЭДС цепи, состоящей из стеклянного электрода ЭСЛ-43-07 и насыщенного хлорсеребряного электрода ЭВЛ-1МЗ. Потенциал стеклянного электрода контролировали потенциометром Р-363/3, В качестве нуль-инструмента был использован рН-метр-милливоль-тметр рН-340. Точность измерения потенциала составляла ±0Л мВ, Температуру потенциометриче-ской ячейки поддерживали с точностью ±0.05К.

ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ

Результаты потенциометрических измерений были обработаны на РС РегЦщт-200 по программе РНМЕТИ [8], предназначенной для расчета констант равновесий с произвольным числом реакций по измеренной равновесной концентрации одной из частиц. В основу работы программы положен принцип поиска минимума критериальной функции Р путем варьирования в каждой итерации подлежащих определению значений ^ К с использованием модифицированного алгоритма Хука-Дживса [9,10]. Критериальная функция имеет вид: И = Е (№Г+К1ксп - 1в[РГ]ММС1!Г шт (1)

Здесь жсп , \g\lV] к расч - логарифмы

равновесных концентраций 'Н\ измеренные экспериментально и рассчитанные при текущих значениях ^ Кг Расчет равновесных концентраций осуществлялся по методу Бринкли [I 1,12].

При обработке кривых титрования наряду с реакциями образования комплексов N¡1/" и ЬПНТ были учтены также процессы кислотно-основного взаимодействия. Константы ступенчатой диссоциации ОПДТА при тех же значениях ионной силы и температуры определены нами ранее [13]. Константы гидролиза ионов Шъ' взяты из работы [14].

Результаты расчетов свидетельствуют об образовании в растворе моноядериых комплексонатов ТЧ11... ~ и ШНЬГ. Введение в схему расчета возможного образования полиядерных комплексов не привело к улучшению модели. Подтверждением адекватности выбранной модели и отстутствия в ней неучтенных процессов является также хорошая сходимость результатов обработки кривых титрования, полученных при различных соотношениях начальных концентраций лиганда и ионов металла. Полученные значения констант устойчивости оксипропилендиа-минтетраацетатов ннкеля(П) при 298.15К и 1 = 0Л; 0.5; 1.0 (КЫОз) представлены в таблице.

Метод Т, К i (фон) Ig К Ссылка

Ni2"' + L4" ^ Ni 1

электро- 293Л 5 0.1 (KNCh) 16.00 [ 1 J

форез

потен- 293.15 0.1 (КС1) 13.48 1 2 ]

циометр.

спентро- 293 Л 5 o.i (кжъ) 16,25 131

фотом,

епектро- 298.15 0.5 (KNOj) 16.26 [ 4 |

фотом.

потен- 298.15 0.1 i KM) я) 16.63

циометр.

0.0 18.1010.08

потен- 298Л 5 OA (KNOj) 16,45 ± 0.07 настоящая

циометр.

0.5 (KN03) 16.08 ±0.08 работа

1.0 (KNO3) 16.05 ± 0.06

Nr+ + HL'^NiHL

епектро- 298,15 0.5 (KNO,) 9,55 [4]

фотом.

0,0 10.92 ±0.11

потен- 298.15 0.1 (KNO0 9.68 ±0.10 настоящая

циометр

0.5 (KNO>) 9.35 ± O.i 1 работа

I.O(KNOj) 9.25 ± 0.08

Nil../'" + Н' МНИ,"

епектро- 298.15 0.5 (KNOi) 2.79 [4]

фотом.

потен- 298.15 0.1 (KNO-s) 2.44 i5]

циометр.

0.0 3.29 ± 0.06

потен- 298.15 0.1 (KNQ?) 2.87 ± 0.06 настоящая

циометр.

| 0.5 ¡K\0;! 2.77 ±0.06 работа

1 1.0 (KN03) 2.72 ±0.04

Для определения термодинамических величин констант устойчивости комплексонатов было использовано уравнение с одним индивидуальным параметром [15]:

^ К - А-Дг2 ч/Т /(1 ■+1.6 41) - + М (2) где - разность квадратов зарядов продуктов реакции и реагирующих частиц, А - постоянная Де-бая-Хкжкеля, I - ионная сила раствора. Значения

и ) приведень[ в таблице.

Сопоставление констант устойчивости комплекса N¡1/" с соответствующими данными по триметилендиамин-М,К.К\Кг-тетрауксусной

К-18.15 при 0,1(КЖ)3) и 293Л5К [16]) и эти^ лендиамин^,К^\Кр-тетрауксусной (\$ К=18.62 при ОЛ(КМОз) и 293.15К [17]) кислотам показывает, что устойчивость никелевых комплексов ОПД-ТА значительно меньше по сравнению с соответствующими комплексами триметилендиаминтетраук-сусной и этмлендиамиитетраукеуеной кислот. По-видимому, гидроксильная группа ОПДТА не участвует в образовании дополнительной хелатной связи с ионами а различие прочности указанных

комплексов связано с понижением основности атомов гзота в результате индуктивного эффекта гид-роксильной группы в молекуле 2-оке и пропил ен-13-диамин-Ы,М,Н\Ки-тетрауксусной кислоты.

ЛИТЕРАТУРА 1. Лок! V,, Ма]ег X // СЬеш. 7ууе$и. 1965- V. 19.K3.R249,

2 Подгорная И.В., Ивакин A.A., Кличина K.HL //

Жури, общей химии. 1966. Т. 36. N. 10. С. 2052. 3. Springer V«, Majer Ко pec ka В. // Cham. Z west i.

1967. V. 21. N. 7. P. 481. 4 Васильев В. П., Гридчии СЛ., Кочергнна Л,А. // Жури, общей химии. 2003, Т. 73. N 6. С. 1001.

5. Tompson L.C, Kund ra S.K. // JJnorg-Nuel.Chem. 1966. V. 28. N 12. Р. 2945

6. Tobias R.S., Yashuda M* // inorg, Cliem. 1963. V. 2. N 6. P. 1307.

7. Хартли Ф^ Бергес Олкок Р. Равновесия в растворах. М.: Мир. 1983. 360 с.

8. Бородин В<А„ Козловский Е.Вм Васильев В. П.. //

Жури, неорг. химии. 1986. Т. 3L N К С, ICX

9. Hook R., Jeeves Т.А. // J.AsstTComp.Mach, 1961. V. 8. N 2. P. 212.

10. Хнммельблау Д. Прикладное нелинейное программирование. М.; Мир, 1975. 417 с,

IL Brmkiey II J. Chem. Phys, 1947. V. 15.N2.P, 107.

12. Бугаевшнй A*A>S Дунай Б,А, // Журн. аналит, химии. I97L Т. 26. N 2. С, 205,

13, Гридчин CIL и др. // Журн. неорган, химии. 2ÖÖ2, Т. 47. N 7, С [ 125.

14, Назиренко В,А., Антонович Невская E*IVL Гидролиз ионов металлов в разбавленных растворах, М; Атомиздат. 1979, 192 с.

15. Васильев В,IX Термодинамические свойства растворов электролитов. М,: Высшая школа, 1982. 320 с.

16. L*Eplattenier FM Anderegg G, // Helv.chim.acta, 1964, V. 47. N7. Р. 1792.

17, Anderegg G, // Helv. Chim. Acta. 1964. V. 47. N 7. P, 1801.

УДК 547.979.733

М. Е. КЛЮЕВА, А. С СЕМЕЙКИЦ А. А. НИКИТИН, Ю. Н. ЛЕБЕДЕВ

СИНТЕЗ КОМПЛЕКСОВ МАРГАНЦА С ТЕТРАБУТИЛТЕТРАМЕТИЛПОРФИРИНАМИ И ИССЛЕДОВАНИЕ ИХ РЕАКЦИОННОЙ СПОСОБНОСТИ В КИСЛЫХ СРЕДАХ

(Ивановский государственный химико-технологический университет)

Синтезированы 2,7,12,17-тетра(п-бутил)-3^13,18-тетраметшг- и 2,8,13 4 7-тет-ра(н-бутил)-3^ 7,12,18-тетраметилпорфирины и их марганцевые комплексы. С использованием спектральных методов исследовано состояние полученных соединений в прото-но-донорных растворителях. Впервые обнаружены процессы одноэлектронного окисления марганец(Ш) порфир иное по центральному атому и по макро циклу в сернокислых растворах, Получены саерхстабилъные комплексы марганца(1П) с порфиринами, не разрушающиеся в сильных кислотах.

Смешаннолигандные ацидопорфириновые комплексы с1-металлов обладают высокой устойчивостью в растворителях различной природы [ 1 ]> Ранее изучены марганец(Ш)порфирины с большим набором заместителей в р- и мезо-положениях пор-

финового макроцикла и показано, что в концентрированной серной кислоте и ее уксуснокислых растворах эти комплексы диссоциируют по связям металл - азот с выделением порфирина в двукратно протонированной форме [2]. Варьирование приро-

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.