Получение и очистка исходных веществ

В работе был использован поливинилпирролидон с молекулярной массой- марки ч.д.а., использовался без дополнительной очистки.

[ - CH2 – CH – ]

N O

Железо (ΙΙ) сернокислое 7-водное FeSO4*7H2O, чистое, использовалось после высушивания при 120°С.

Кобальта (ΙΙ) нитрит 6-водный Co(NO2)2*6H2O, чистый, использовался после высушивания при 100°С.

Кадмия (ΙΙ) хлорид CdCl2, марки ч.д.а., использовался без дополнительной очистки.

Пероксид водорода Н2О2-37% (продажный).

Соляная кислота – HCl, 1н., стандартизированная NaOH.

Растворитель – вода бидистиллированная Н2О, спирт этиловый С2Н5ОН, ρ=0,875 г/мл.

Оборудование: иономер универсальный ЭВ-74 со стеклянным и хлорсеребряным электродами, химические стаканы на 50мл., бюретки, пипетки, шкаф сушильный, весы технохимические ВГУ-1, весы аналитические ВЛР-2, мерные колбы на 50мл., вискозиметр Убеллоде, термостат, бюкс, секундомер, прибор для определения каталазной активности(изображен на рисунке №17 в приложении).

Изучение процесса комплексообразования проводилось методом рН-метрического титрования. Оно проводилось при помощи иономера с точностью измерения ±0,05 ед. рН со стеклянным и хлорсеребряным электродами при температуре 25°С. В стакан для титрования наливали сначала 10мл. 0,1н. раствора ПВПД, затем титровали 1н. раствором HCl при постоянном перемешивании из пипетки. Измерение рН проводили через каждые 0,1мл. прилитых эквивалентов кислоты. Далее таким же образом титровали смесь 5мл. 0,1н. раствора CdCl2 и 5мл. 0,1н. раствора ПВПД, а также смесь 5мл. 0,1н. раствора Co(NO2)2 и 5мл. 0,1н. раствора ПВПД, и смесь 5мл. 0,1н. раствора FeSO4 и 5мл. 0,1н. раствора ПВПД. Вязкость исследуемых растворов (вышеперечисленных смесей полимера и солей) измерялась в капиллярном вискозиметре Убеллоде, в термостатируемой камере при 25 + 0,10С. Удельную вязкость раствора вычисляли по формуле:

ηуд.= (τ – τ0)/τ0.

Приведенную вязкость рассчитывали по формуле:

ηпр.= ηуд /С,

где С - концентрация полимера (г./дл ), τ- время истечения раствора, τ0- время истечения чистого растворителя, измеренное и равное 248сек. Вискозиметр представляет собой капиллярную трубку, соединенную с измерительным шариком. Вискозиметр погружен в термостат. Раствор засасывается грушей из резервуара вискозиметра в шарик выше верхней метки над измерительным шариком. Измеряется время истечения жидкости между верхней и нижней метками измерительного шарика. Вязкость каждого раствора измеряется 3 раза. Определяется время истечения раствора полимера (t) после каждого разбавления.

Определение каталазной активности полученных катализаторов проводилось на основе реакции разложения перекиси водорода Н2О2. Суть определения заключается в следующем. В колбу поместить дистиллированную воду объемом 1,2 мл, затем добавить 10мл. катализатора, поставить на плитку (колба находится на водяной бане) и включить магнитную мешалку. Термометром измеряется температура воды водяной бани. Как только температура начинает приближаться к 400 С, в колбу с катализатором добавить 0,9 мл Н2О2, и сразу же закрыть колбу пробкой с трубкой, соединенной с газовой бюреткой. Включить секундомер, и через определенный промежуток времени измерить объем выделяющегося кислорода. После того, как кислород перестал выделяться, установка отключалась, а катализатор оставляли на сутки для проверки стабильности. Через сутки опять добавляли 0,9мл Н2О2 и точно также измеряли объем выделяющего кислорода.

Цель работы:

1) Исследование комплексообразования ионов железа, кобальта и кадмия с поливинилпирролидоном различными физико-химическими методами;

2) Изучение влияния температуры на поведение полученных полимер-металлических комплексов;

3) Изучение влияния состава растворителя на поведение полученных полимер-металлических комплексов;

4) Изучение каталазной активности полученных полимер металлических комплексов.

При изучении процесса комплексообразования мною был использован метод рН-метрического титрования образовавшегося полимерметаллического комплекса в мольном соотношении [металл] - [лиганд]=1:1.Также было проведено рН-метрическое титрование чистого полимера. В обоих случаях титрование проводилось 1н. раствором HCl, так как ПВПД является полиоснованием. Кривые рН-метрического титрования изображены в виде графика, где по оси абцисс откладывались значения эквивалентов прилитой кислоты, а на оси ординат откладывались значения рН. График рН-метрического титрования 1н. соляной кислотой чистого 0,1н. раствора поливинилпирролидона представлен в приложении на рисунке №1. Плавно убывающая кривая означает течение реакции нейтрализации, и постепенное накопление протонов в растворе, что и объясняет постепенное снижение рН. Кривая рН-метрического титрования 1н. соляной кислотой смеси, состоящей из 5мл. 0,1н. раствора ПВПД и 5мл. 0,1н. раствора CdCl2 также представлена в приложении на рисунке №2, в сравнении с кривыми титрования смесей 5мл. 0,1н. раствора Co(NO2)2 и 5мл. 0,1н. раствора ПВПД, и смеси 5мл. 0,1н. раствора FeSO4 и 5мл. 0,1н. раствора ПВПД. В самом начале кривая титрования для ионов Cd2+ и Co2+ в смеси с полимером имеет резкий скачок при рН от 6,3 до 3,2 и от 4,1 до 2,5 соответственно. Это позволяет с уверенностью сказать об образовании мономолекулярного комплекса. Титрование в этом случае было проведено три раза и было выведено среднее арифметическое значение рН (смотрите таблицу в приложении). Однако, при титровании смеси соли железа (II) с полимером не наблюдалось скачков рН при титровании. Это указывает на то, что металлполимерный комплекс не образовался, как в предыдущих случаях.