5 research outputs found
Adsorption properties of Silochrom chemically modified with nickel acetylacetonate
No full textOne of the areas of development of gas chromatography is the creation of new chromatographic materials that have improved sorption and analytical characteristics. In this work, for the first time, a new sorbent based on Silochrom C-120 modified with nickel acetylacetonate was studied using a complex of physico-chemical methods. It has been established that due to chemical modification of silica gel surface with nickel acetylacetonate the surface area of the specific surface decreases from 112 to 98 m2/g and surface acidity diminishes by 1.2 pH units. Using the thermogravimetric analysis it has been revealed that the obtained sorbent can be used in gas chromatography up to 290°C. Gas chromatography method was used to investigate the adsorption properties of the modified materials. According to the retention data of adsorbates: n-alkanes (C6-C9), benzene, ethanol, nitropropane and butanone-2 the differential molar adsorption energy q̄dif, 1, Henry adsorption constants К1,С, the differential molar entropy ΔS̄S1 and Δ q̄dif, 1 (special) of adsorbates in dispersion and specific interactions were calculated. The influence of the modifying additive on the changings in the thermodynamic retention characteristics of all sorbates because of the manifestation of specific sorbate-sorbent interactions has been shown. The highest values of the thermodynamic parameters were indicative for sorbates forming hydrogen bonds and capable of donor-acceptor interaction
Effect of carrier properties on surface characteristics of sorbents modified with acetylacetonates Ni (II), Cu (II)
No full textSorbents based on Chromaton N-AW with layers of mesoporous silica gel modified with acetylacetonate nickel (II) and copper (II) were obtained. The porous structure of sorbents based on synthesized silica gel and industrial samples of Chromaton N, Silipore 075, Silochrom C-120 was studied. All studied samples are mesoporous. For sorbents based on commercially available Chromaton N, Silipore 075, and Silochrome 120, the mesopore dimensions vary in a wide range from 10 to 50 nm. For synthesized silica gel and chelate-containing sorbents, a narrower pore distribution is observed in the range of 5-15 nm, which indicates the uniformity of its surface. A comparative analysis of the effect of carrier properties on the acid-base properties of the surface of chelate-containing sorbents is carried out. The acid-base nature of the modifier is more pronounced in the case of synthesized silica gel by the sol-gel method
VERIFICATION OF NON-CATALYTIC HYDROGEN PEROXIDE DISPROPORTIONATION MECHANISM BY THERMODYNAMIC ANALYSIS OF ONE-ELECTRON REDOX REACTIONS
No full textThere is two-electron transfer during the process of hydrogen peroxide decomposition into water and oxygen. The detailed mechanism of non-catalytic hydrogen peroxide disproportionation is not verified until now. We assumed that any poly-electron redox process is a complex and consists of one-electron redox reactions. We have formulated equations of possible one-electron transfers during hydrogen peroxide disproportionation. Based on known laws and equations of thermochemistry we calculated standard thermodynamic functions for a total reaction and each one-elect-ron redox reaction using reference values of standard thermodynamic functions of reagents and products of reactions. Results show that the total reaction leads to significant decrease in Gibbs free energy -246.0 kJ/mol in gas phase but there is increase +39.9 kJ/mol in Gibbs free energy during the first proposed step. It is substantiation for known dependence of hydrogen peroxide dismutation kinetics at thermal, photochemical or catalytic activation. The first proposed step of non-catalytic process is one-electron plus one-proton transfer in thermally or photochemically activated dimeric hydrogen peroxide associate (H2O2)2 with simultaneous generation of hydroperoxyl HO2• and hydroxyl HO• free radicals and water molecule. There is thermodynamic argumentation for radical chain mechanism of hydrogen peroxide disproportionation after the activation. We made the graphic illustration of thermodynamically supported scheme of non-catalytic hydrogen peroxide decomposition. There is a cyclic alternation of two radical-molecular interactions during the hydrogen peroxide chain decomposition. The hydroxyl radical generates the hydroperoxyl radi-cal from a hydrogen peroxide molecule and then the hydroperoxyl radical interacts with a next hydrogen peroxide molecule followed by the hydroxyl radical generation. Interactions between the homonymic or heteronymic free radicals are the reactions of chain breaking.Forcitation:Chumakov A.A., Batalova V.N., Slizhov Yu.G., Minakova T.S. Verification of non-catalytic hydrogen peroxide disproportionation mechanism by thermodynamic analysis of one-electron redox reactions. Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol. 2017. V. 60. N 6. P. 40-44. </jats:p
Окисление водорастворенных хелатов железа (III)-ксиленолового оранжевого пероксидом водорода: концепция генерирования атомов синглетного кислорода из пероксида водорода
No full textОписывается впервые наблюдаемая реакция окисления пероксидом водорода водорастворённых хелатных комплексов индикатора ксиленолового оранжевого с ионами трёхвалентного железа. Реакция сопровождается обесцвечиванием фиолетового водного раствора комплексов (максимум поглощения 575 нм). Исходя из общепринятых представлений, реакция представляет собой процесс цепного свободнорадикального окисления молекул индикатора в водном растворе. Однако, в результате исследования продукта (обесцвеченного раствора) методом спектроскопии протонного ядерного магнитного резонанса была обнаружена модифицированная, но не разрушенная структура, углеводородный скелет которой в значительной степени сохранился в сравнении с исходным строением. Мы пришли к заключению, что в системе произошла не цепная свободнорадикальная деструкция индикатора, а его окислительная функционализация пероксидом водорода. В качестве ступеней процесса аргументированы N-окисление, элиминирование по Коупу и несколько изомеризаций с вероятной олигомеризацией первичных продуктов. Возникла необходимость объяснения механизма взаимодействия ионов трёхвалентного железа с молекулами пероксида водорода и обоснования природы промежуточных активных форм кислорода. Генерирование ионом железа (III) гидропероксильного радикала HO2• из H2O2 исключается по электрохимическим критериям. Анализ литературных данных позволил выявить сходство железо (III)-катализируемого гидропероксидного окисления ксиленолового оранжевого с пероксигеназа-катализируемыми биохимическими реакциями окислительной функционализации органических субстратов. Ферментативные реакции интерпретируются через генерирование четырёхвалентной формы железа. Проведя углубленный литературный анализ и моделирование молекулярно-орбитальных перестроек, мы предположили другую схему взаимодействия в системе Fe3+/H2O2, а именно, цвиттер-ионизацию пероксида водорода (изомеризацию в молекулу оксиводы H2O+−O−) с последующим внутримолекулярным диспропорционированием оксиводы, генерирующим молекулу воды и атом синглетного кислорода O([↑↓][↑][↓]) или O([↑↓][↑↓][_]). При этом ион железа, наиболее вероятно, не меняет степень окисления в ходе реакции и остаётся трёхвалентным. Окислительная функционализация органических субстратов пероксидом водорода в присутствии катализаторов на основе трёхвалентного железа предполагается перспективным подходом в органическом синтезе. При этом использование органических лигандов как компонентов железо (III)-содержащих катализаторов (применение хелатов в качестве катализаторов) лимитируется, так как требует избегания самоокисления комплексов применением лигандов, устойчивых к окислению. С другой стороны, можно обозначить такую стратегию органического синтеза, как связывание функционализируемого субстрата в хелатный комплекс с катализатором – ионом трёхвалентного железа. Иными словами, получение требуемого продукта будет достигаться окислением исходного субстрата, находящегося в качестве лиганда в составе хелатного комплекса с ионом-катализатором
