Несмеянова Р.М., Еркасов Р.Ш., Ковтарева С.Ю.
Павлодарский
государственный университет им. С. Торайгырова
Синтез координационных соединений бромида и иодида цинка с
протонированным карбамидом
В
современной химии актуальной остаётся проблема синтеза и изучения строения и
свойств соединений, представляющих интерес для теории и практики. Получить
большое число продуктов быстро и в достаточно мягких условиях позволяет реакция
кислотно-основного взаимодействия. Немаловажная роль принадлежит изучению
координационных соединений с органическими лигандами. Особое место имеют
соединения, содержащие соли биометаллов и амиды; они весьма перспективны в
качестве органических и аналитических реагентов, исходных продуктов в
химической промышленности [1, 2].
Помимо
биологических и практических аспектов интерес к ним определён и тем, что они
являются хорошими объектами для фундаментальных исследований [3, 4].
Целью
данной работы является разработка методик синтеза координационных соединений
бромида и иодида цинка с протонированным карбамидом в лабораторных условиях.
Химический
анализ синтезированных соединений устанавливали по содержанию галогенид-ионов,
ионов цинка, а также кислоты и карбамида [5, 6].
Экспериментальная
часть.
ZnBr2·4CO(NH2)2·НBr. В
10 мл концентрированной 40%-ной (d=1377 кг·м-3) бромоводородной кислоты при
непрерывном перемешивании растворяли при 25-30°С 22,3 г (0,038 моль)
предварительно синтезированного гексакарбамид цинка.
При
стоянии через сутки из раствора выделили 16,9 г (0,031 моль) бесцветных
игольчатых кристаллов соединения, что соответствует 81,6%-ному выходу от
теоретически возможного.
Химическим
анализом найдено, %: ZnBr2 – 41,02; CO(NH2)2 – 43,66; НBr –
14,52.
Для
соединения состава ZnBr2·4CO(NH2)2·НBr
вычислено,
%: ZnBr2 – 41,20; CO(NH2)2 – 43,96; НBr –
14,84.
ZnBr2·2CO(NH2)2·НBr.
В 10 мл концентрированной 45%-ной (d=1444 кг·м-3) бромоводородной кислоты при
непрерывном перемешивании растворяли небольшими порциями при 25-30°С 20,6 г
(0,044 моль) тетракарбамидбромид цинка.
Через
сутки из раствора выделили 16,2 г (0,038 моль) мелких бесцветных кристаллов
соединения. Выход его составил 86,4.
Химическим
анализом найдено, %: ZnBr2 – 51,97; CO(NH2)2 – 28,01; НBr –
19,19.
Для
соединения состава ZnBr2·2CO(NH2)2·НBr
вычислено, %: ZnBr2 – 52,28; CO(NH2)2 – 28,17; НBr –
19,55.
ZnBr2·CO(NH2)2·НBr.
В 10 мл концентрированной 55%-ной
(d=1595 кг·м-3) бромоводородной кислоты при непрерывном
перемешивании растворяли при 25-30°С 20,0 г (0,043 моль) тетракарбамидбромид
цинка.
При
стоянии через сутки из раствора выделили 13,2 г (0,036 моль) продолговатых
бесцветных кристаллов соединения. Выход его составил 83,7 %.
Химическим
анализом найдено, %: ZnBr2 – 61,25; CO(NH2)2 – 16,09; НBr
– 21,84.
Для
соединения состава ZnBr2·CO(NH2)2·НBr
вычислено,
%: ZnBr2 – 61,47; CO(NH2)2 – 16,39; НBr
– 22,14.
ZnI2·4CO(NH2)2·НI. В
10 мл свежеперегнанной концентрированной 40%-ной (d=1403 кг·м-3)
иодоводородной кислоты при 25-30°С растворяли 21,8 г (0,039 моль)
предварительно синтезированного тетракарбамидиодид цинка.
При
стоянии через 4 часа из раствора выделили 22,7 г (0,033 моль) мелких
светло-желтых кристаллов соединения. Его выход составил 84,6% от
теоретического.
Химическим
анализом найдено, %: ZnI2 – 43,20; CO(NH2)2 – 34,75; НI
– 18,39.
Для
соединения состава ZnI2·4CO(NH2)2·НI
вычислено,
%: ZnI2 – 46,43; CO(NH2)2 – 34,93; НI
– 18,64.
ZnI2·2CO(NH2)2·НI. В
10 мл свежеперегнанной 50%-ной (d=1560 кг·м-3) иодоводородной
кислоты при 25-30°С небольшими порциями растворяли 22,4 г (0,040 моль) тетракарбамидиодид
цинка.
Через
4 часа из раствора выделили 19,3 г (0,034 моль) мелких светло-коричневых
кристаллов соединения. Выход его составил 85,0%.
Химическим
анализом найдено, %: ZnI2 – 56,02; CO(NH2)2 – 20,96; НI
– 22,19.
Для
соединения состава ZnI2·2CO(NH2)2·НI
вычислено,
%: ZnI2 – 56,26; CO(NH2)2 – 21,16; НI
– 22,58.
ZnI2·CO(NH2)2·НI. В
10 мл свежеперегнанной 55%-ной (d=1655 кг·м-3) иодоводородной
кислоты при интенсивном перемешивании растворяли при 25-30°С 20,7 г (0,037
моль) тетракарбамидиодид цинка.
При
стоянии через 4 часа из раствора выделили 16,2 г (0,032 моль) мелких коричневых
кристаллов соединения. Его выход составил 86,5%.
Химическим
анализом найдено, %: ZnI2 – 62,02; CO(NH2)2 – 11,43; НI
– 25,59.
Для
соединения состава ZnI2·CO(NH2)2·НI
вычислено,
%: ZnI2 – 62,29; CO(NH2)2 – 11,83; НI
– 25,88.
Для
подбора индифферентного растворителя для определения пикнометрической плотности
синтезированных соединений бромида и иодида цинка с протонированным карбамидом
методом «сухого остатка» изучили их растворимость в ряде органических
растворителей (таблица).
Таблица
– Некоторые физико-химические свойства солей цинка с протонированным карбамидом
|
Соединение |
d, кг·м-3 |
t, пл (разл),
°C |
Растворимость,
г/100г растворителя |
||||
|
бен зол |
толуол |
этанол |
аце тон |
диэти
ловый эфир |
|||
|
ZnI2·4CO(NH2)2·HI |
2350 |
(320) |
нр |
0,02 |
12,5 |
8,4 |
2,1 |
|
ZnI2·2CO(NH2)2·HI |
2680 |
(240) |
нр |
нр |
13,7 |
6,2 |
3,6 |
|
ZnI2·CO(NH2)2·HI |
2715 |
180 |
нр |
0,01 |
10,1 |
8,2 |
4,4 |
|
ZnBr2·4CO(NH2)2·HBr |
1980 |
(340) |
нр |
0,01 |
17,8 |
7,9 |
1,8 |
|
ZnBr2·2CO(NH2)2·HBr |
2345 |
290 |
0,01 |
нр |
15,2 |
4,7 |
2,9 |
|
ZnBr2·CO(NH2)2·HBr |
2870 |
320 |
нр |
нр |
10,7 |
6,3 |
3,6 |
Как
видно из таблицы пикнометрическая плотность синтезированных соединений солей
цинка с протонированным карбамидом имеет меньшие значения, чем исходные соли
цинка и большие, чем карбамида; а также плотность соединений солей с
протонированным карбамидом уменьшается с ростом содержания карбамида в их
составе.
Литература
1. Сулайманкулов К.С.
Соединения карбамида с неорганическими солями. – Фрунзе: Илим, 1971. – 224 с.
2. Иманакунов Б.
Взаимодействие ацетамида с неорганическими солями. – Фрунзе: Илим, 1976. – 158
с.
3.
Кусепова
Л.А. Координационные соединения солей никеля и меди с протонированным
карбамидом: Автореф. дисс. канд. хим. наук. – Караганда: ЕГУ им. Л.Н. Гумилева,
2001. – 23 с.
4. Рыскалиева Р.Г. Координационные
соединения солей бериллия, магния, кальция и цинка с протонированным карбамидом:
Автореф. дисс. канд. хим. наук. – Алматы : КазНУ им. аль-Фараби, 1998. – 20 с.
5. Климова В.А. Основные
микрометоды анализа органических соединений. – М. : Наука. – 1975. – 223 с.
6. Шварценбах Г., Флашка Г.
Комплексонометрическое титрование. – М. : Химия. – 1970. – 360 с.