1Еркасов Р.Ш.,2Рыскалиева Р.Г., 1Оразбаева
Р.С., 1Абенова Ж.Е., 1Базаркулова И.К., 1Кусепова
Л.А.
1Евразийский национальный университет им. Л.Н.Гумилева, г.
Астана
2Казахский национальный университет им. аль-Фараби, г. Алматы
СИНТЕЗ
КООРДИНАЦИОННЫХ СОЕДИНЕНИЙ СОЛЕЙ МАГНИЯ И НИКЕЛЯ С ПРОТОНИРОВАННЫМ КАРБАМИДОМ, ИХ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКАЯ
ХАРАКТЕРИСТИКА
Изучение процессов и продуктов взаимодействия
в четырехкомпонентных системах карбамид-соль металла-неорганическая кислота-вода
при 25ºС позволило установить концентрационные границы выделение в твердую фазу новых
координационных соединений, а также их состав [1-3].
Исходя из полученных изотерм растворимости
нами разработаны лабораторные методики синтеза соединений, содержащих одновременно
в своем составе карбамид, соль металла и кислоту, предполагается, что они могут
совмещать полезные свойства компонентов с вновь приобретенными. Методика
синтеза новых координационных соединений заключалась в насыщении растворов
кислот различных концентраций смесью карбамида и соответствующей соли металла.
Методика определения химического состава синтезированных соединений приведена в
работах [3,4].
Плотность
синтезированных соединений измеряли в пикнометрах объемом 10 мл по методике [5].
В качестве рабочей жидкости был выбран толуол как индифферентный растворитель.
Для каждого соединения проводили по 4-5 измерений.
Экспериментальная часть
MgCl2·2CO(NH2)2·HCl. В 10 мл
концентрированной 16%-ной (d=1078 кг·м-3)
хлороводородной кислоты при непрерывном перемешивании растворяли при 25-30ºС
смесь содержащую 3,7 г (0,039 моль) хлорида магния и 4,8 г (0,080 моль)
карбамида.
При стоянии
через сутки из раствора выделили 8,4 г (0,033 моль) мелких бесцветных
кристаллов соединения, что составляет 84,6% выход от теоретически возможного.
Химическим
синтезом найдено, %: MgCl2 – 37,12; CO(NH2)2 – 47,10; HCl
– 14, 03.
Для соединения MgCl2·2 CO(NH2)2·HCl
вычислено, %: MgCl2 – 37,77; CO(NH2)2 – 47,71; HCl
– 14, 52.
Плотность и
температура плавления синтезированного соединения равна соответственно 1620
кг·м-3 и 195ºС.
MgCl2·CO(NH2)2·HCl.
В 10 мл концентрированной 35%-ной (d=1180 кг·м-3)
хлороводородной кислоты небольшими порциями при 25-30ºС растворяли смесь,
содержащую 9,0 г (0,095 моль) хлорида магния и 5,9 г (0,098 моль) карбамида.
Через сутки из
раствора выделили 15,6 г (0,081 моль) игольчатых бесцветных кристаллов
соединения, что составляет 85,7% выход от теоретически возможного.
Химическим
анализом найдено,%: MgCl2–49,07;CO(NH2)2–30,96;HCl
– 18,83.
Для соединения MgCl2·2 CO(NH2)2·HCl
вычислено, %: MgCl2 – 49,61; CO(NH2)2 – 31,33; HCl
– 19,06.
Плотность и
температура плавления синтезированного соединения равна соответственно 1820 кг·м-3
и 224ºС.
MgCl2·2CO(NH2)2·HNO3. В 10 мл концентрированный 45%-ной азотной
кислоты (d=1280 кг·м-3) при 30-35ºС растворяли
небольшими порциями смесь содержащую 12,6 г (0,085 моль) нитрата магния и 10,7
г (0,089 моль) карбамида.
При стоянии
через сутки из раствора выделили 25,0 г (0,075 моль) бесцветных игольчатых
кристаллов соединения, что составляет 88,7% выход от теоретического.
Химическим
анализом найдено,%: Mg(NO3)2 – 44,12; CO(NH2)2 – 35,85; HNO3 – 18,81.
Для соединения Mg(NO3)2·2CO(NH2)2·HNO3
вычислено, %: Mg(NO3)2 – 44,77; CO(NH2)2
– 36,21; HNO3 – 19,02.
Плотность и температура плавления синтезированного
соединения равна соответственно 1870 кг·м-3 и 210ºС.
Mg(NO3)2·CO(NH2)2·HNO3.
В 10 мл
концентрированной 60%-ной азотной кислоты (d=1380 кг·м-3)
при 30-35ºС при непрерывном перемешивании растворяли смесь, содержащую
17,8 г (0,120 моль) нитрата магния и 7,8 г (0,131 моль) карбамида.
Через сутки из
раствора выделили 27,7 г (0,102 моль) бесцветных кристаллов соединения, что
составляет 85,0% выход от теоретически возможного.
Химическим
анализом найдено, %: Mg(NO3)2 – 54,19; CO(NH2)2 – 21,79; HNO3 – 22,89.
Для соединения
Mg(NO3)2·CO(NH2)2·HNO3
вычислено, %: Mg(NO3)2
– 54,67; CO(NH2)2 – 22,11; HNO3 – 23,22.
Плотность и температура плавления соединения
равны соответственно 2010 кг·м-3 и 225ºС.
MgSO4·2CO(NH2)2· H2SO4. В 10 мл
концентрированной 40%-ной серной кислоты (d=1303 кг·м-3)
при непрерывном перемешивании небольшими порциями при контроле температуры (30-35ºС)
растворяли смесь, содержащую 5,8 г (0,048 моль) сульфата магния и 6,0 г (0,100
моль) карбамида.
Через сутки из
раствора выделили 14, 0 г (0,041 моль) бесцветных слабо гигроскопических
кристаллов соединения. Выход соединения соответствует 85,4% от теоретического.
Химическим
анализом найдено, %: MgSO4 – 35,58; CO(NH2)2 – 35,00; H2SO4 – 28,56.
Для соединения
MgSO4·2CO(NH2)2·H2SO4
вычислено, %: MgSO4 –
53,04; CO(NH2)2 –
35,46; H2SO4 – 28,96.
Плотность и температура плавления синтезированного
соединения равны соответственно 2000 кг·м-3 и 195ºС.
MgSO4·CO(NH2)2·H2SO4.
В 10 мл концентрированный 70%-ной серной кислоты (d=1611 кг·м-3)
небольшими порциями растворяли при контроле температуры 30-35ºС смесь,
содержащую 11,8 г (0,098 моль) сульфата магния и 6,6 г (0,110 моль) карбамида.
При стоянии через сутки из раствора
выделили 23,5 г (0,084 моль) пластинчатых бесцветных кристаллов соединения, что
соответствует 85,7% выхода от теоретического.
Химическим
анализом найдено, %: MgSO4 – 42,84; CO(NH2)2 – 21,03; H2SO4 – 34,79.
Для
соединения
MgSO4·CO(NH2)2·H2SO4
вычислено, %: MgSO4 – 43,25; CO(NH2)2 – 21,55; H2SO4
– 35,20.
Плотность и температура разложения
синтезированного соединения равны соответственно 2210 кг·м-3 и 220ºС.
Ni(NO3)2·4CO(NH2)2·HNO3.
В 10 мл
концентрированной 24%-ной азотной кислоты (d=1140 кг·м-3)
небольшими порциями растворяли при 25-30ºС смесь, содержащую 6,4 г (0,035
моль) нитрата никеля и 9,4 г (0,157 моль) карбамида.
Через сутки из
раствора выделили 14,6 г (0,030 моль) мелких светло-зеленых кристаллов
соединения. Его выход составил 85,7% от теоретического.
Химическим
анализом найдено, %: Ni(NO3)2 – 37,12; CO(NH2)2 – 49,04; HNO3 – 12,63.
Для соединения
Ni(NO3)2·4CO(NH2)2·HNO3
вычислено, %: Ni(NO3)2 – 37,63; CO(NH2)2–
49,40; HNO3– 12,97.
Плотность и температура разложения синтезированного
соединения равны соответственно 1730 кг·м-3 и 180ºС.
Ni(NO3)2·2CO(NH2)2·HNO3.
В 10 мл
концентрированной 50%-ной азотной кислоты (d=1310 кг·м-3)
при непрерывном перемешивании растворяли при 25-30ºС смесь, содержащую
16,5 г (0,090 моль) нитрата никеля и 12,0 г (0,200 моль) карбамида.
При стоянии
через сутки из раствора выделили 28,4 г (0,078 моль) игольчатых светло-зеленых
кристаллов соединения. Выход соединения составил 86,6% от теоретически возможного.
Химическим
анализом найдено, %: Ni(NO3)2 – 49,54; CO(NH2)2 – 32,44; HNO3 – 16,98.
Для соединения
Ni(NO3)2·2CO(NH2)2·HNO3
выделено, %: Ni(NO3)2·–
49,97; CO(NH2)22 – 32,80; HNO3 – 27,23.
Плотность и
температура плавления соединения равны соответственно 1810 кг·м-3 и
220ºС.
NiSO4·2CO(NH2)2·H2SO4. В 10 мл концентрированной 46%-ной серной кислоты при
непрерывном перемешивании небольшими порциями при контроле температуры в
интервале 25-30ºС растворяли смесь, содержащую 8,8 г (0,057 моль) сульфата
никеля и 7,2 г (0,120 моль) карбамида.
Через сутки из
раствора выделили 18,4 г (0,049 моль) светло-зеленых пластинчатых кристаллов
соединения, что соответствует 85,9% выхода от теоретического.
Химическим
анализом найдено, %: NiSO4 – 41,03; CO(NH2)2 – 31,84; H2SO4 – 25,88.
Для
соединения
NiSO4·CO(NH2)2·H2SO4
вычислено, %: NiSO4 – 41,52; CO(NH2)– 32,19; H2SO4
– 26,89.
Плотность и
температура разложения синтезированного соединения равны соответственно 2050 кг·м-3
и 250ºС.
NiSO4·CO(NH2)2·H2SO4.
В 10 мл концентрированной 74%-ной
серной кислоты (d=1057 кг·м-3) при контроле
температуры 25-30ºС растворяли небольшими порциями смесь, содержащую 17,0
г (0,110 моль) сульфата никеля и 7,4 г (0,123 моль) карбамида.
При стоянии
через сутки из раствора выделили 30,0 г (0,096 моль) светло-зеленых крупных
кристаллов соединения. Выход его составил 81,8% от теоретически возможного.
Химическим
анализом найдено, %: NiSO4 – 49,04; CO(NH2)2 – 18,89; H2SO4 – 30,84.
Для соединения NiSO4·CO(NH2)2·H2SO4
вычислено, %: NiSO4 – 49,49; CO(NH2)2– 19,18; H2SO4
– 31,33.
Плотность и температура плавления
синтезированного соединения равны соответственно 2240 кг·м-3 и 180ºС.
Анализ значений
пикнометрических плотностей синтезированных соединений показывает, что их
значения меньше значений плотностей исходных солей металлов, но больше, чем
плотность карбамида. Также следует отметить, что плотности синтезированных
соединений уменьшаются для координационных соединений одной соли с ростом
карбамида в их составе.
Литература
1. Еркасов Р.Ш.,
Абдуллина Г.Г., Колпек А., Рыскалиева Р.Г., Болысбекова С.М. Взаимодействие
хлорида магния с протонированным карбамидом при 25ºС//Вестник КарГУ.Сер.Химия.-2013.-
В.2(70).- С.47-51
2.Еркасов Р.Ш.,
Колпек А., Абдуллина Г.Г., Оразбаева Р.С., Несмеянова Р.М. Растворимость в
системе нитрат магния – карбамид – азотная кислота – вода при 25ºС//
Вестник ЕНУ им. Л.Н.Гумилева.-2013.- Т.4 (45).- С.334-338
3. Кусепова
Л.А., Еркасов Р.Ш. Взаимодействие сульфата никеля с протонированным карбамидом
в сернокислых растворах при 25ºС// Вестник ЕНУ им. Л.Н.Гумилева.-1998.- №
3-4.- С. 80-83
4. Еркасов Р.Ш.,
Кусепова Л.А. Взаимодействие в системе хлорид никеля – карбамид –
хлороводородная кислота – вода при 25ºС// Вестник
ПГУ.Сер.Химико-биологическая.- 2007.- № 1.- С.30-35
5. Кивилис С.С.
Техника измерений плотности жидкостей и твердых тел. М.: Стандартиз,
1959.-191с.