Методика проведения эксперимента
Электрохимический синтез проводился в двухэлектродной бездиафрагменной ячейке при плотности тока, равной 5-6 мА/см2 в течение 60 минут. В качестве катода и анода использовались металлические пластины. Схема установки представлена на рисунке 1.
Рисунок 1 – Схема установки для проведения электрохимического синтеза
Аналитические методики
2.4.1 Определение концентрации Zn(II) – комплексонометрическое титрование
В 100 мл исследуемого раствора должно содержаться не более 25 мг Zn. Раствор аналита титровали раствором ЭДТА в аммиачном буферном растворе с рН 8-10 в присутствии индикатора эриохрома чёрного Т до перехода окраски из малиновой в синюю. Раствор ЭДТА готовили из фиксанала.
Определение концентрации хлорид-ионов
Определение ионов хлора в образцах проводилось по методу Мора.
Образец растворяли в воде и титровали стандартным раствором AgNO3 в присутствии индикатора – хромата калия – до появления слабой оранжевой окраски образующегося осадка.
Определение содержания кристаллизационной воды в соединениях
Зачастую комплексные соединения меди и цинка содержат сольватные молекулы растворителя. Было сделано допущение, что в качестве сольватных молекул выступают только молекулы воды вследствие наибольшего сродства к металлу-комплексообразователю. Как известно, десольватация происходит при температуре до 140ºС и сопровождается положительным (эндотермическим) тепловым эффектом. Термический анализ нами проведён не был из-за нехватки времени.
Физико-химические методы исследования
Спектры поглощения в видимой и УФ-области были записаны на спектрофотометре марки «LEKI SS 2110 UV», спектральный диапазон длин волн для которого составляет 190-1100 нм.
Элементный CHN-анализ проводился с использованием прибора Elementar vario MICRO cube.
ИК-спектры полученных соединений записывали на ИК Фурье-спектрометре Bruker Vertex 70 в области 450-4500 см-1.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
Нами была поставлена серия опытов при различных плотностях тока.
Оказалось, что при 3мА/см2 процесс практически не идёт. При плотности тока 9 мА/см2 и более – заметная эрозия электродов, что приводит к загрязнению мелкодисперсным цинком целевого продукта, таким образом начальная плотность электрического тока составляла 6 мA/см2, т.е. середина данного интервала.
Изменение плотности тока в процессе синтеза носит нелинейный характер. Для всех исследованных систем кривая зависимости плотности тока от времени имела сходный характер и имела форму, показанную на рисунке 3.
Рабочим раствором были водные растворы лигандов салициловой и никотиновой кислот. Осадок целевого соединения осаждался из насыщенного раствора салициловой кислоты в течении суток после окончания электролиза. Осадок сушили над CaCl2 в эксикаторе, затем проводили анализ на содержание металла и лиганда. Цинк определяли методом комплексонометрического титрования, лиганды кислот – метод спектрофотометрического определения, основанный на интенсивности поглощения УФ-излучения лигандами. Интенсивность поглощения пропорциональна концентрации салициловой кислоты, причём подчиняется закону Бугера-Ламберта-Бэра в широком диапазоне концентраций. В качестве растворителя для построения калибровочного графика использовали децинормальную соляную кислоту. Все полученные данные приводятся в таблицах ниже.
Рисунок 1 – Зависимость оптической плотности от концентрации салициловой кислоты
Таблица 1 – Состав полученных соединений
| Соединение | Вычислено, % | Найдено, % | ||||
| Men+ | L- | H2O | Men+ | L- | H2O | |
| ZnSal2(H2O)2 | 17.3 | 73.2 | 9.5 | 17.1 | 73.1 | 9.8 |
| ZnNic2 | 20.9 | 79.1 | __ | 19.8 | __ | __ |
Рисунок 2 – ИК-спектр салициловой кислоты
Рисунок 3 – ИК-спектр комплекса салициловой кислоты с цинком
Рисунок 4 – ИК-спектр никотиновой кислоты
Рисунок 5 – ИК-спектр комплекса никотиновой кислоты с цинком
ВЫВОДЫ
На основе проведённой экспериментальной работы можно сделать следующие выводы:
1. Методом электрохимического синтеза получены комплексные соединения цинка с ароматическими кислотами, такими как никотиновая и салициловая.
2. Подобраны оптимальные условия синтеза данных соединений.
3. Методами химического и физико-химического анализа показана идентичность предполагаемого строения координационного узла.
4.