Том 97, № 2 (2023)
ХИМИЧЕСКАЯ ТЕРМОДИНАМИКА И ТЕРМОХИМИЯ
Исследование процесса комплексообразования в системе медь(II)–1-фенил-2,3-диметилпиразолин-5-тион–HCl–ацетон потенциометрическим методом
Аннотация
Потенциометрическим методом исследован процесс комплексообразования Cu(II) с 1-фенил-2,3-диметилпиразолин-5-тионом (1-Ф-2,3-ДМП-5-Т) в смешанном растворителе. Определены составы и вычислены ступенчатые константы устойчивости комплексов. Показано, что при взаимодействии Cu(II) с 1-Ф-2,3-ДМТП-5-Т в среде смешанного растворителя HCl + ацетон (10 : 1) величины ∆Н, ∆G и ∆S на всех стадиях имеют отрицательные значения.
Термохимия растворения тетра-4-карбоксиметаллофталоцианинов в водных растворах КОН при 298.15 К
Аннотация
Получены комплексы тетра-4-карбоксифталоцианинов с медью и цинком, не растворимые в воде. Значения стандартных энтальпий образования соединений рассчитаны аддитивно-групповым методом, основанным на групповой систематике с классификацией фрагментов типа Бенсона, учитывающей влияние первичного окружения атомов. Термические эффекты растворения кристаллических тетра-4-карбоксиметаллофталоцианинов в водных растворах различной концентрации КОН (от 0.002 до 0.02 моль/л) при 298.15 К определяли прямым калориметрическим методом. Рассчитаны стандартные энтальпии образования продуктов диссоциации комплексов тетра-4-карбоксифталоцианинов с медью и цинком в водном растворе.
Математическая обработка экспериментальных данных, полученных на ампульном калориметре и калориметре титрования с разным типом ячейки
Аннотация
Описан алгоритм расчета констант равновесия и изменений энтальпии химических реакций по данным калориметрического эксперимента, выполненного на установках разных типов. Разработано свободно распространяемое программное обеспечение, реализующее описанный алгоритм. Кратко обсуждены отличия от уже существующих компьютерных программ с аналогичным функционалом, а также разные статистические критерии максимального правдоподобия.
Низкотемпературные фазовые равновесия в системе этиленгликоль–ацетон
Аннотация
Система этиленгликоль (ЭГ)–ацетон (АЦ) исследована методом дифференциальной сканирующей калориметрии в интервале температур –140°С–+40°С и построена фазовая диаграмма во всем диапазоне концентраций. В изученной системе обнаружено переохлаждение смесей более чем на 30°С. Зарегистрировано низкотемпературное плавление в районе ~–98°С, соответствующее температуре эвтектики. В области концентраций до ~21 мол. % АЦ обнаружен эффект расстеклования быстроохлажденных образцов и определена температура расстеклования (Tстек ~ –120°С). Проведено сравнение полученной фазовой диаграммы системы ЭГ-АЦ с фазовой диаграммой вода–ацетон.
ХИМИЧЕСКАЯ КИНЕТИКА И КАТАЛИЗ
Влияние добавок натрия на кинетику окисления свинцового баббита PbSb15Sn10Na в твердом состоянии
Аннотация
Термогравиметрическим методом исследована кинетика окисления свинцового баббита, содержащего до 1.0 мас. % натрия, в интервале температур 373–473 К. Определены кинетические и энергетические параметры процесса окисления сплавов. Установлено, что привес сплавов в течение первых 15–20 мин окисления интенсивно растет, а затем приобретает почти постоянное значение; оксидные пленки, сформировавшиеся в начале процесса окисления, не обладают защитными свойствами, о чем свидетельствует рост скорости окисления сплавов от температуры в первоначальный период. Выявлено, что добавки легирующего компонента натрия при концентрациях 0.01–1.0 мас. % увеличивают окисляемость исходного сплава, а также существенно измельчают его микроструктуру. Методом РФА выявлено, что продукты окисления сплавов состоят из оксидов: (Pb3Sb2O8.47)6.4, PbO; Pb3O4, Pb0.828O2, Sb2O4, Na3SbO3, NaSbO3, PbSb2O6.
Селективное гидрирование пиридина и его производных на биметаллических катализаторах, модифицированных хитозаном
Аннотация
Исследованы каталитические свойства биметаллических наночастиц на основе палладия и неблагородного металла – серебра или меди, нанесенных на оксид алюминия, модифицированный хитозаном, в селективном гидрировании пиридина и его производных с образованием пиперидина и его производных. Показано, что эффект увеличения активности биметаллических наночастиц связан с малым размером частиц (2–3 нм) в сравнении с монометаллическим палладиевым катализатором. Установлено, что конверсия пиридина достигает 99% при селективности по пиперидину 99% в мягких условиях (60°С, давление H2 70 атм).
Молекулы ксантина и его метилпроизводных в реакциях с низкоэнергетическими электронами
Аннотация
В масс-спектрах резонансного электронного захвата ксантина и его метилпроизводных зарегистрированы интенсивные ионы [M–H]– в области низких энергий. В соответствии с этим, предположено, что молекулы ксантинов могут действовать как радиопротекторы в живых клетках. Сделан вывод, что обнаруженные процессы выброса карбонильных и метильных групп ассоциируются с реакциями метаболизма ксантинов в тканях живых организмов.
Кинетика окисления сплава Zn55Al с молибденом в твердом состоянии
Аннотация
Приведены результаты исследования кинетики окисления сплава Zn55Al с молибденом в твердом состоянии. В интервале температур 523–623 K установлены кинетические параметры процесса окисления сплавов. Показано, что поведение легированных сплавов третьим компонентом существенно отличается от наблюдаемого при окислении двойного сплава; добавки молибдена в количествах 0.01–0.1 мас. % значительно уменьшают окисляемость сплава Zn55Al. При окислении твердых сплавов на их поверхности образуются защитные оксидные пленки Al2O3, ZnO, ZnAl2O4, Al2O3·Mo2O3.
ФИЗИЧЕСКАЯ ХИМИЯ РАСТВОРОВ
Растворимость и экстракция ионов металлов в системах неорганическая кислота–бис(алкилполиоксиэтилен)фосфат калия–вода
Аннотация
Методом изотермического титрования определены границы области расслаивания в системах серная (азотная, хлорная, хлороводородная) кислота–бис(алкилполи-оксиэтилен)фосфат калия–вода при 25°С. Установлено, что высаливающая способность неорганической кислоты увеличивается с уменьшением абсолютного значения энергии Гиббса гидратации аниона. На основании полученных диаграмм определены оптимальные параметры для проведения экстракции и изучены закономерности распределения ряда ионов металлов в системе серная кислота–бис(алкилполиоксиэтилен)фосфат калия–вода. Найдены условия количественного извлечения таллия (III) в присутствии галогенидов щелочных металлов.
Самодиффузия феруловой и синаповой кислот в бинарной системе тетрахлорметан–ацетон-d6
Аннотация
Методом спинового эха 1H ЯМР с импульсным градиентом магнитного поля измерены коэффициенты самодиффузии феруловой и синаповой кислот в бинарном растворителе тетрахлорметан–ацетон-d6 при температурах 278 и 298 К. Согласно полученным данным, коэффициенты самодиффузии кислот увеличиваются с ростом концентрации ацетона-d6 и температуры. Показано, что эффективные гидродинамические радиусы кислот в пределах экспериментальной погрешности не зависят от состава бинарного растворителя. С учетом молекулярной ассоциации данное поведение может быть объяснено конкуренцией двух процессов: гетероассоциации кислота – ацетон и самоассоциации кислота – кислота.
ФИЗИЧЕСКАЯ ХИМИЯ НАНОКЛАСТЕРОВ, СУПРАМОЛЕКУЛЯРНЫХ СТРУКТУР И НАНОМАТЕРИАЛОВ
Влияние геометрического потенциала на собственную функцию и собственное значение энергии состояния в скрученной узкой графеновой наноленте
Аннотация
Исходя из введенной геликоидальной системы координат для скрученной в виде геликоиды наноленты получено выражение для эффективного геометрического потенциала. На основе эффективного геометрического потенциала для уравнения Шредингера исследована графеновая нанолента конечной длины с краями типа “кресло”, находящаяся под действием внешнего электрического поля, параллельного краям наноленты, рассчитаны уровни энергии и волновые функции электронов в окрестности точки Дирака. Показано, что в поперечном направлении существует единственное состояние.
Радиоэкранирующие и радиопоглощающие свойства композиционных материалов на основе шунгита
Аннотация
В работе рассмотрен шунгит в качестве наполнителя композиционных материалов, представляющий собой природный композит из углеродных наночастиц с разнообразными микро- и наноразмерными минеральными примесями, благодаря чему этот материал обладает высокой проводимостью и экранирующими электромагнитное излучение свойствами. Исследованы радиопоглощающие и экранирующие характеристики композиционного материала на основе мелкодисперсного шунгита и карбамидоформальдегидной смолы в диапазоне частот от 500 МГц до 4 ГГц. Определено влияние толщины образцов на электромагнитные свойства исследуемого композита.
ХЕМОИНФОРМАТИКА И КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ
Влияние различных факторов на предсказание констант кислотности низкомолекулярных органических соединений с помощью машинного обучения
Аннотация
Изучено влияние способа стандартизации структуры молекулы и параметров расчета молекулярных отпечатков пальцев на точность предсказания константы кислотности. Показано, что стандартизация, т.е. выбор таутомерной формы и способа записи структуры молекулы, с помощью OpenEye QuacPac дает наилучшие результаты, однако библиотека RDKit позволяет достигнуть сравнимой точности. Установлено, что способ выбора зарядового состояния оказывает большое влияние на точность предсказания. Исследована точность предсказания в зависимости от радиуса (размера подструктур) круговых молекулярных отпечатков пальцев, лучшие результаты достигаются при использовании радиуса r = 2. Использован случайный лес – один из алгоритмов машинного обучения. Кроме того, показано, что метод опорных векторов также дает достаточно высокую точность при оптимизации гиперпараметров.
ФИЗИЧЕСКАЯ ХИМИЯ ДИСПЕРСНЫХ СИСТЕМ И ПОВЕРХНОСТНЫХ ЯВЛЕНИЙ
Адсорбция органических соединений на поверхности кремнеземов с привитыми группами ацетоуксусного эфира, насыщенного ионами переходных металлов
Аннотация
Комплексом физико-химических методов изучены свойства поверхности кремнеземов на основе силохрома С-120 с поверхностно-привитыми группами ацетоуксусного эфира, насыщенного ионами переходных металлов. Газохроматографическим методом исследовано влияние этилацетоацетатов никеля, кобальта и меди на термодинамические характеристики адсорбции (ТХА) различных классов органических веществ на SiO2. Из экспериментальных данных по удерживанию адсорбатов, обладающих различными донорно-акцепторными свойствами (н-алканы и хлоралканы, алкены, ароматические и кислородсодержащие вещества), рассчитаны дифференциальные мольные теплоты адсорбции \({{\bar {q}}_{{{\text{dif}},1}}}\), изменение стандартной дифференциальной молярной энтропии \(\Delta \bar {S}_{{1,C}}^{{\text{S}}}\), вклады \(\Delta {{\bar {q}}_{{{\text{dif}},1({\text{{с}{п}{е}{ц}}})}}}\) в энергии дисперсионных и специфических взаимодействий.
Адсорбция Cr(VI) наноразмерным рутилом под действием ультрафиолетового излучения
Аннотация
Представлены результаты исследования свойств наноразмерных сорбентов, приготовленных методом высокоэнергетического размола из микрокристаллического порошка диоксида титана модификации рутил. Установлено, что размол до достижения среднего размера кристаллитов ~30 нм и освещение ультрафиолетом значительно улучшили сорбционные свойства рутила по отношению к хрому по сравнению с исходным материалом и способность Сr(VI) восстанавливаться до Cr(III) в его присутствии. Максимальное удаление Cr(VI) из водных растворов с концентрацией 50 мг/л достигалось при УФ-освещении в среде ацетатного буфера при рН 4–5 и содержании размолотого рутила 16.7 г/л. Предложен механизм адсорбции.
Супергидрофобизация поверхности сплава Д16 органическими кислотами и его защита от атмосферной коррозии
Аннотация
Рассматривается возможность получения супергидрофобных (СГФ) защитных пленок на поверхности алюминиевого сплава Д16. Показано, что лазерная обработка сплава и его последующая модификация в растворах карбоновых и фосфоновых кислот приводит к супергидрофобизации поверхности. Защитную способность СГФ-покрытий оценивали поляризационными измерениями и коррозионными испытаниями в камере соляного тумана и в условиях городской атмосферы. Электрохимические испытания образцов сплава Д16 в растворе хлорида натрия показали, что СГФ-пленки эффективно предотвращают его локальную депассивацию. Установлено, что СГФ-пленки, сформированные из растворов октадецилфосфоновой и стеариновой кислот, эффективно предотвращают коррозию сплава в атмосферных условиях.
ФИЗИЧЕСКАЯ ХИМИЯ ПРОЦЕССОВ РАЗДЕЛЕНИЯ. ХРОМАТОГРАФИЯ
Закономерности энантиоселективного удерживания хиральных оксазолопирролохинолонов на неподвижной фазе с привитым антибиотиком ристоцетином А из водно-метанольных растворов
Аннотация
Изучены механизмы удерживания и разделения энантиомеров ряда хиральных оксазолопирролохинолонов на неподвижной фазе с привитым макроциклическим антибиотиком ристоцетином А в условиях высокоэффективной жидкостной хроматографии с подвижными фазами состава вода–метанол. Установлено, что фактор удерживания монотонно уменьшается с ростом концентрации СН3ОН в подвижной фазе вплоть до 90 об. %, после чего наблюдается его незначительное увеличение по мере приближения состава подвижной фазы к чистому метанолу. Изучена термодинамика адсорбции оксазолопирролохинолонов на разных участках данной зависимости. Предложена математическая модель, хорошо описывающая экспериментальные данные, учитывающая сольватацию аналита в подвижной фазе и конкурентную адсорбцию (с компонентами подвижной фазы) на хиральном селекторе. Проведено сравнение представленных результатов с ранее полученными для подвижных фаз вода–ацетонитрил. Обсуждены причины наблюдаемых различий.