Микроволновое излучение в химии солянокислых растворов рутения и его использование для решения химико-аналитических задач

• Автор: Башилов, Александр Васильевич
• Шифр специальности: 02.00.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 201 с. : ил

Оглавление

Общаяхарактеристика работы

Введение

Глава 1. Химия водных растворов при их микроволновом

облучении обзор литерату ры

1.1. Воздействие микроволнового излучения на вещество

1.1.1. Поглощение микроволновой энергии веществом

1.1.2. Микроволновая химия. одходы к объяснению новых результатов

1.2. Применение микроволнового излучения для ускорения реакций ионов металлов в водных растворах

Глава 2. Состояние рутенняШ и IV в солянокислых

растворах обзор литерату ры

2.1. Рутений1 V в солянокислых растворах
2.1.1. Гидратация
2.1.2. Восстановление рутения1г до рутенияШ
2.2. РутенийШ в солянокислых растворах
2.3. Задачи аналитической химии рутения, для решения которых применение микроволнового излучения может оказаться успешным
Глава 3. Реагенты, аппаратура и техника эксперимента
3.1. Исходные растворы
3.2. Методика работы
3.3. Аппаратура
Глава 4. Исследование состояния рутения в солянокислых
растворах при их микроволновом облучении
4.1. Влияние мощности и времени облучения
4.1.1. Гидратация ЯигОСЬо4
4.1.2. Дробное микроволновое облучение
4.1.3. Деполимеризация ЯигООю4
4.1.4. Восстановление рутенияГУ до рутенияШ
4.2. Влияние концентрации рутения
4.3. Превращения рутения при термостатировании
4.4. Резюме к главе 4 2 Глава 5. Электромагнитная составляющая микроволнового
воздействия и ее роль в интенсификации реакций
5.1. Деструкция органических реагентов при определении 4 рутения
5.2. Гидратация рутения1 V при и С
5.3. Восстановление рутения1У до рутенияШ 0 в солянокислых водноспиртовых растворах
5.4. Изучение структуры воды при ее микроволновом 2 облучении
5.5. Подход к выбору направления реакции на основании 3 соотношения вкладов тепловых и нетепловых эффектов
5.6. Резюме к главе 5
Глава 6. Аналитическое использование исследованных
превращений рутения
6.1. Получение индивидуальных форм рутения 5 в солянокислых растворах
6.2. Спектрофотометрическое определение рутения 2 антраниловой кислотой
6.3. Люминесцентное определение рутения1У 5 1,фенантролином. Реакционная способность форм рутения в микроволновом поле. Совместное определение рутения и осмия
6.4. Проблема лабилизации и определения 7 нитрозокомплексов рутения
6.5. Резюме к главе 6
Выводы
Литература


К сожалению, сегодня напрямую исследовать особенности поведения воды и веществ, в ней растворенных, в МВ поле невозможно, т. Основы теории поглощения МВ излучения веществом заложены Максвеллом, Дебаем и Коулами, а развиты и дополнены они в е годы ученымифизиками Фрелихом, Даниэлем, Хиллом и Хастедом 1. Эта теория в адаптированном виде встречается и в работах по химии в МВ поле. Она не учитывает особенностей протекания химических реакций и не всегда позволяет описать поведение даже двухкомпонентных растворов , но, будучи единственной, представляет несомненный интерес. Излучение
1. МВ диапазон спектра электромагнитных волн лежит между инфракрасной областью и радиоволнами. Рис. Считают, что на микроуровне поглощение волн с данной энергией соответствует вращательным переходам молекул как единого целого рис. С точки зрения квантовой химии, вещество, подвергнутое МВ облучению, поглощает энергию за счет отмеченных переходов, что увеличивает вращательную составляющую энергии вещества. Возвращение части молекул в исходное невозбужденное состояние, вероятно, приводит к повышению общей кинетической энергии молекул, т. Об этом свидетельствует рост температуры облученных материалов А1. В зависимости от природы и агрегатного состояния вещества поглощают энергию МВ излучения поразному. Если в газовой фазе плотность молекулпоглотителей мала, в твердой маловероятно вращение и затруднено перераспределение энергии, в жидкой подобных затруднений нет. Неудивительно, что, например, вода лучше поглощает МВ излучение, чем лед и пар среди жидкостей поглощение больше у тех, чьи молекулы полярное ,. Теория диэлектрических потерь 1, МВ нагрева заимствована химиками 1,79, у физиков, и как видно из названия, предназначена для описания характера нагрева вещества, прежде всего, в зависимости от его диэлектрических свойств диэлектрической проницаемости, вязкости, размера и дипольного момента молекул и т. А157, 1
Но уравнению 1, скорость нагрева вещества прямо пропорциональна среднеквадратичной напряженности электрического поля Е2 , проходящей через вещество и коэффициенту пропорциональности А, включающему в себя, среди прочих факторов, частоту излучения, плотность вещества и т. Расчет 5 проводят на основании сложных физических измерений . Сегодня для прогнозирования нагрева веществ при рутинных операциях можно использовать рассчитанные таким образом величины коэффициента рассеяния . Однако как з полярографическом анализе редко прибегают к определению всех составляющих уравнения Ильковича , так и химикианалитики вряд ли воспользуются подобной процедурой гораздо проще напрямую измерить температуру при помощи термопар, которыми сегодня оснащено большинство МВ печей. Это связано и с тем, что у каждого нового объекта, подвергаемого облучению, свой индивидуазьный состав и свои, трудно прогнозируемые неаддитивные диэлектрические свойства. Кроме того, те же значения 5 с ростом температуры уменьшаются например, при частоте МГц для воды они равны 0. С, соответственно , а зависимость б индивидуальна для каждого диэлектрика. Как любая теория, теория диэлектрических потерь должна не только быть основана на известных фактах, но и позволять предсказывать новые. Очевидно, что считать любую молекулу сферической вряд ли возможно. Совершенно не вписываются в модель и молекулы, где вероятно внутримолекулярное вращение приходится признать, что поведение некоторых жидкостей прежде всего, изменения температуры при их
Рис. Зависимость тангенса диэлектрических потерь от частоты микроволнового излучения. Сложности возникают и при предсказании поведения жидкостей, в которых значимы водородные связи, например, воды и ее растворов. Тем не менее теория диэлектрических потерь позволяет с точностью прогнозировать скорость нагрева большинства жидкостей и даже некоторых двухкомпонентных смесей 9,, объясняет существование резонансного поглощения излучения веществом в МВ диапазоне рис. Главной причиной поглощения микроволнового излучения веществом является способность электрического поля воздействовать на заряды. Рис.