Синтез и свойства комплексов железа (II) и железа (III) (стр. 4 из 5)
Для получения триоксалатоферрата (III) калия в стакан емкостью 50-100 мл поместить 1,25 г сульфата железа (III), полученный оксалат бария, 1,5 г оксалата калия и 30 мл воды. Нагревать смесь в течение нескольких часов на водяной бане, поддерживая постоянный объем. После отделения осадка сульфата бария упарить фильтрат до объема 5 мл и охладить. Кристаллы триоксалатоферрата (III) калия отфильтровать, промыть небольшим количеством воды, а затем спиртом и высушить в вакуум-эксикаторе над серной кислотой. Препарат следует защищать от солнечного света, сушку лучше производить в темном месте.
2.1.2 Синтез хелатного комплекса
Приготовить раствор 4 г FeCl3 в 3,5 мл воды и раствор 9,3 г ЭДТА в 30 мл воды. Нагревать смесь в течение нескольких часов на плитке, затем дать остыть. Выпавшие кристаллы отфильтровать и высушить.
2.1.3 Выращивание кристалла берлинской лазури
При выращивании кристаллов необходимо учитывать, что если кристаллизация идет очень медленно, получается один большой кристалл если быстро - множество мелких кристаллов. Вещества, состоящие из одного кристалла, - монокристаллы.
Выращивают кристаллы разными способами: например, охлаждая насыщенный раствор. С понижением температуры растворимость большинства веществ уменьшается, и они, как говорят, выпадают в осадок. Сначала в растворе и на стенках сосуда появляются крошечные кристаллы-зародыши, а затем идет кристаллизация по всему объему раствора. Когда охлаждение медленное, а в растворе нет твердых примесей (скажем, пыли), зародышей образуется немного, и постепенно они превращаются в красивые кристаллы правильной формы [17].
Приготовить горячие насыщенные растворы FeCl3 и желтой кровяной соли. Растворы смешать в химическом стакане, выпавший осадок отфильтровать на воронке Бюхнера и поместить в чистую фильтровальную бумагу для получения затравки. Через неделю выбрать самый большой кристалл для затравки, обвязать его лавсановой нитью и поместить в маточный раствор. Через 14 дней были получены более крупные кристаллы.
2.1.4 Выращивание кристалла турнбулевой сини
Приготовить горячие насыщенные растворы FeSO4 и красной кровяной соли. Растворы смешать в химическом стакане, выпавший осадок отфильтровать на воронке Бюхнера и поместить в чистую фильтровальную бумагу для получения затравки. Через неделю выбрать самый большой кристалл для затравки, обвязать его лавсановой нитью и помещают в маточный раствор. Через 14 дней получают более крупный кристалл, в форме куба.
Идентификация
1) выращенные кристаллы имеют кубическую форму, что соответствует литературным данным. При рассматривании через микроскоп подтверждается кубическая структура кристалла.
2) окраска кубических кристаллов "турнбулевой сини"-"берлинской лазури" очень близка, что указывает на идентичность их структуры.
3) поскольку более устойчивым является цианидный комплекс Fe (II), то при образовании "турнбулевой сини" происходит валентный переход:
[Fe(CN)6]3- + Fe2+ = Fe3+ + [Fe(CN)6]4-
4) таким образом, осуществляется переход к более устойчивому цианидному комплексу Fe (II), т. е. к "берлинской лазури".
5) окраска полученного комплексного соединения железа (III) с ЭДТА соответствует литературным данным (желтая).
6) окраска полученного триоксалатоферрата (III) калия соответствует литературным данным (оранжево-коричневая).
Выводы
1) целью данной работы было установить кубическую структуру и идентичность "турнбулевой сини"-"берлинской лазури".
2) выращены кристаллы турнбулевой сини и берлинской лазури.
3) визуальный осмотр полученных кубических кристаллов свидетельствует о близости формы и окраски этих кристаллов, в том числе и при осмотре через микроскоп.
4) сделан вывод на основании литературных данных, что за счет валентного перехода FeII3[Fe(CN)6]2 превращается в Fe4[Fe(CN)6]3, т. е. процесс идет в направлении создания более устойчивого комплекса Fe (II).
5) получено 2,32 грамма триоксалатоферрата Fe(III), что составляет 85% от теоретического выхода
6) получен комплекс железа (III) с ЭДТА
Список литературы
1. Теория кристаллического поля.
http://www.college.ru/chemistry/course/content/theory.html - WWW, курс «Открытая Химия 2.5», 2007
2. Налбандян В. Б. Курс лекций по общей и неорганической химии. – WWW.: Химический факультет РГУ, 2002.
3. Гольданский В.И. Эффект Мёссбауэра. М.: Изд-во АН СССР, 1963;
4. Мёссбауэр Р.Л. Резонансное ядерное поглощение квантов в твердых телах без отдачи. Успехи физических наук, 1960, т. 72, вып. 4, с. 658–671.
5. И.В. Овчинников, Ю.Г. Галяметдинов. Магнитные жидкие кристаллы на основе координационных соединений. // Рос. хим. ж. (Ж. Рос. хим. об-ва им. Д.И. Менделеева). – 2001. – т. XLV, №3. – С. 74-79.
6. Леенсон И. Лазурь берлинская.
http://www.krugosvet.ru/articles/111/1011153/1011153a1.htm - WWW, энциклопедия «Кругосвет», 2007.
7. Практикум по неорганической химии: Учеб. пособие /под ред. В.П. Зломанова. – М.: Изд-во МГУ, 1994 – 320с.
8. Мелентьева Г.А. Фармацевтическая химия: В 2 т. – М.: “Высшая школа”, 1976. – Т.1 – 780 с.; Т. 2. – 827 с.
9. Беликов В.Г. Фармацевтическая химия: Учеб. для фармац. ин-тов и фак. мед. ин-тов. – М.: “Высшая школа”, 1985. – 768 с.
10. Максютина Н.П и др. Методы анализа лекарств, - Киев: Здоровье,1987
11. Пономарев В.Д. Аналитическая химия. – М.: Химия,1982
12. Крамаренко В.Ф. Токсикологическая химия. – Киев: Выща школа, 1989 г. - 447 с.
13. Справочник школьника по химии 8-11 класс. / под ред. Н.Е. Кузьменко, В.В. Еремина - М.: ООО «Издательский дом «ОНИКС 31 век»:ООО «Издательство «Мир и Образование», 2003. - 624 с.
14. Третьяков Ю.Д. Неорганическая химия. Химия элементов: учебник для вузов. В 2 книгах. - М.: Химия, 2001 - 472с.
15. Химическая энциклопедия. В 5 томах. Том 1. / под ред. Кнунянца И.Л., Зефирова Н.С., Кулова Н.Н. – М.: Большая российская энциклопедия, 1988 – 624 с.
16. В.П. Васильев. Комплексоны и комплексонаты. // Соросовский образовательный журнал. – 1996. – № 4. – с. 39-44.
17. Энциклопедия для детей. Том 17. Химия. / глав. ред. В. А. Володин. – М.: Аванта+, 2000. – 640 с.
18. Турова Н.Я., Неорганическая химия в таблицах. – М.: Высш. хим. колл. РАН, 1999. – 140 с.
Приложение
Параметры мёссбауэровских спектров:
1) Вероятность эффекта Мёссбауэра в общем случае записывается в виде [3]:
где <x2>- средний квадрат смещения ядер в поглотителе из положения равновесия при твердотельных колебаниях в направлении пучка γ-квантов, l-длина волны γ-кванта. Величина <х2> зависит от фононного спектра твердого тела и его абсолютной температур Т. С ростом температуры <x2> растет, а f' падает. Вероятность эффекта Мёссбауэра падает также с уменьшением порядкового номера элемента, так как при этом сильно возрастает энергия первого возбужденного ядерного состояния Е0 и на ядрах легких элементов эффект не наблюдается. Пока он отмечен для 103 нуклидов 44 элементов.
Исследования зависимостей f' от температуры используют при установлении координационных чисел, для определения фазовых переходов и изучения характерных динамических параметров твердых тел до и после фазового перехода. Особенно эффективен этот метод в области низких и сверхнизких температур и для некристаллических веществ, когда, как правило, затруднены рентгеноструктурные исследования.