Определение термодинамических параметров реакции бис-ацетилацетоната меди (II) с пиридином спектрофотометрическим методом
Дипломная работа - Химия
Другие дипломы по предмету Химия
Курсовая работа
Тема: "Определение термодинамических параметров реакции бис-ацетилацетоната меди (II) с пиридином спектрофотометрическим методом"
Содержание
Введение
Теоретическая часть: дикетонаты переходных металлов
Общие понятия спектроскопии
Экспериментальная часть
Вывод
Список литературы
Приложение
Введение
Спектроскопия, как физический метод исследования веществ, очень точен и находит широкое применение в различных областях современной химии. Данный метод используется в аналитической химии для идентификации химических соединений, определения их концентрации в растворах и смесях. Также с помощью спектроскопии можно определять различные термодинамические и кинетические параметры процессов, устанавливать строение и энергетические свойства молекул, что находит весьма широкое применение в физической химии. Спектроскопическим методом возможно исследование веществ, находящихся в разных агрегатных состояниях.
В данной работе особый интерес представляла возможность определения спектрофотометрическим методом термодинамических параметров реакции комплексообразования.
Цель работы: определение термодинамических параметров реакции (константы равновесия, энтальпии и энтропии реакции) бис-ацетилацетоната меди (II) с пиридином.
Теоретическая часть: дикетонаты переходных металлов
Дикетонаты переходных металлов являются важным классом координационных соединений. Синтез дикетонатов обычно можно провести с большим выходом, полученные соединения зачастую достаточно устойчивы. Дикетонаты находят применение в различных областях химии и химической технологии, например, в газовой хроматографии (для разделения и анализа смесей металлов), для получения металлических пленок путем их термического разложения, для очистки материалов от примесей методом зонной плавки. Кроме того, дикетонаты привлекают внимание исследователей способностью выступать в роли катализаторов некоторых химических процессов. Одними из наиболее устойчивых дикетонатов являются хелатные комплексы металлов с ацетилацетоном. Ацетилацетонаты известны для многих металлов, например, для Al, Co, Cu, Fe, Mn, Ni и т.д. В данной работе использовался бисацетилацетонат меди (II):
Следует отметить, что дикетонаты переходных металлов способны образовывать различные комплексы, в частности, с гетероциклическими соединениями, аминами и другими сильными основаниями. Именно эта особенность дикетонатов определила тематику курсовой работы, поскольку образуемые комплексы достаточно устойчивы и имеют отличный от исходных дикетонатов спектр оптического поглощения.
Общие понятия спектроскопии
Спектроскопия базируется на представлениях квантовой теории, согласно которым любые изменения энергии системы (атомной или молекулярной) приводят к скачкообразным переходам из одного состояния в другое. При этом эти переходы могут быть как безызлучательными, так и радиационными, т.е. при переходе излучается или поглощается электромагнитное излучение; именно последние являются объектом исследования спектроскопии.
Поглощение кванта электромагнитной энергии приводит к тому, что система переходит в состояние с большей энергией. Величина кванта энергии определяется как разность энергий конечного и начального состояния системы (формула Планка):
Основным законом спектрометрии является закон Бугера-Ламберта-Бэра, связывающий способность вещества поглощать свет от внешних источников (оптическую плотность) с концентрацией вещества:
(1)
где I и I0 - интенсивность прошедшего и падающего на образец света; С - молярная концентрация; l - длина оптического пути; el - коэффициент пропорциональности, называемый молярным коэффициентом поглощения или коэффициентом экстинкции вещества. Таким образом, оптическая плотность зависит от концентрации вещества линейно. Но на практике нередки случаи отклонения от линейной зависимости (основные причины отклонения от закона Бугера-Ламберта-Бэра - рассеяние, отражение, недостаточная монохроматичность пучка света, изменение состояния поглощающих форм в растворе со временем в результате протекания дополнительных химических реакций), поэтому в эксперименте принято проверять выполнимость закона для каждого отдельного вещества. Для этого для ряда измерений оптической плотности растворов с различной концентрацией при фиксированной длине волны строится калибровочный график в осях "оптическая плотность" - "концентрация". В идеальном случае все точки графика должны лежать на одной линии.
Коэффициенты экстинкции для индивидуального вещества не зависят от концентрации его в растворе, поэтому оптическая плотность для одного и того же вещества, содержащегося в разных растворах, определяется его начальной концентрацией. Если вещество в растворе существует в двух формах (например, А и В), его оптическая плотность в силу своей аддитивности будет выражаться по формуле:
D?=l* (?A*CA+ ?B*CB) (2)
В свою очередь, поскольку начальная концентрация вещества С0=СА+СВ, то выражение (2) можно переписать в виде:
D?=l* (?B*C0+ (?A - ?B) *CA) (3)
Из выражения (3) следует, что спектральные кр?/p>