Дериватограммы и ИК-спектры комплексов формиатов железа и никеля с аллофанамидом

ХИМИЧЕСКИЕ НАУКИ

Дериватограммы и ИК-спектры комплексов формиатов железа и никеля с аллофанамидом Бообекова C. Б.1, Кубаева Н. Б.2

1Бообекова CamaKe Бообековна /Boobekova Saynake Boobekovna - кандидат наук, доцент;

2Кубаева Назира Бактыбековна /Kubaeva Nazira Baktybekovna - магистр, кафедра неорганической химии и химической технологии, Кыргызский национальный университет им. Ж. Баласагына, г. Бишкек, Кыргызская Республика

Аннотация: в современной химии термические и спектральные анализы являются одним из основных методов физико-химического анализа. Поэтому, для идентификации ранее полученных комплексов мы провели дериватографические и спектральные анализы.

Abstract: in modern chemistry of thermal and spectral analyses are one of basic methods of physical- chemical analysis . Therefore, for authentication of the before got complexes we conducted derivatogram and spectrologies.

Ключевые слова: дериватограмма, ИК-спектры, полосы поглощения, частоты. Keywords: derivatogram and spectrologies, IR-spectra, absorption bands, the frequency.

УДК: 546.3

Термический анализ или метод кривых нагревания и охлаждения дают возможность изучать фазовые превращения в твердых и жидких системах, сопровождающиеся выделением или поглощением тепла и является одним из методов идентификации отдельных химических соединений. Расположение термических эффектов на термограмме и даже общая форма термической кривой часто бывает характерно лишь для данного вещества, что термограммы многих веществ можно рассматривать как их термические спектры или термические паспорта [1, 2].

Для характеристики превращений брали температуру экстремума эффекта, так как в этих экстремумах скорость превращения связана с поглощением или выделением относительно большой скрытой теплоты превращения. Потери в массе рассчитаны как в миллиграммах, так и в массовых процентах от первоначальной массы образца.

Для идентификации новых соединений мы изучали их физико-химические свойства, провели термические и спектральные анализы.

Нами были сняты дериватограммы аллофанамида и его комплексов, которые представлены на рис. 1 и рис. 2.

Время

Рис. 1. Дериватограмма МИ(СОМИ2)2

Дериватограмма КН(СОМН2)2 представлена на рис 1. При 700С происходит удаление адсорбированной влаги. Плавление аллофанамида происходит при температуре 1950С. Термоэффект при 2200С обусловлен диссоциацией аллофанамида на циануровую кислоту и карбамид. С повышением температуры идет процесс полимеризации циануровой кислоты. В интервале 3750С-4300С циануровая кислота разлагается до циановой кислоты с образованием аммелида. При 445 0С происходит образование меламина и выделение аммиака.

При изучении комплексообразования аллофанамида с формиатами железа и никеля в водной среде нами были синтезированы новые соединения имеющие составы: Бе (НСОО)^21ЧН(СОКН2)2 и №(НСОО)^2КН(СОКН2)2.

На дериватограмме соединения Бе(НСОО)2 ^2КН(СОКН2)2 термоэффекты при следующих температурах 1600С, 2800С, 3950С и 7600С (рис. 2 а). При 1600С удаление адсорбционной влаги, начало плавления аллофанамида. При 2800С происходит диссоциация аллофанамида на циануровую кислоту и карбамид. При 395 0С происходит полимеризация циануровой кислоты до циановой кислоты, образование и разложение аммелида до меламина, аммиака и углекислого газа. При 7600С происходит окисление металла до оксида железа.

Дериватограмма соединения Ni(HCOO)2•2NH(CONH2)2 состоит из пяти эндоэффектов и одного экзоэффекта (рис. 2 б). При 910С происходит плавление данной соли, а при 1850С происходит плавление аллофанамида в составе комплекса. При 2400С происходит диссоциация аллофанамида на циануровую кислоту и карбамид. При 2840С разложение формиата никеля. Далее при температурах 352-3940С происходит процесс полимеризации циануровой кислоты с образованием аммелида. Конечным продуктом разложения является оксид никеля [3].

а) б)

Рис. 2. Дериватограммы: а) Fe(HCOO)2^2NH(CONH2)2 б) М(НСОО)2 •2ЫН{СОЫН:)2

Данные ИК-спектроскопического анализа. Наибольшее распространение из всех методов молекулярного спектрального анализа веществ получил метод инфракрасных колебательных спектров, который отражает состояние колебательных и вращательных движений атомов или групп атомов (функциональных групп ) в молекуле. Каждая молекула имеет свой специфический набор колебаний, зависящий от природы колебающихся атомов, их пространсвенного расположения, величины межатомных расстояний, типов внутри- и межмолекулярных взаимодействий [4, 5].

С целью идентификации были исследованы ИК-спектры поглощения в области 4000-400 см -1 на спектрофотометре ИКС- 29 с использованием обычной методики прессования с бромидом калия.

Координации аллофанамида вокруг центрального атома в комплексах устанавливали путем сравнения ИК - спектра свободного лиганда со спектром поглощения комплекса.

3«Ю 3400 3200 3000 2800 2«00 1700 1500 1300 1100 900 «00 см

Рис. 3. ИК-спектры аллофанамида

Сравнение спектров исходного аллофанамида и спектров его соединения показало, что изменения претерпевают полосы поглощения в области 1725 и 1685 см-1 до 17201680 см-1 - и связанные валентные колебания „(с=о) карбонильной группы в области низких частот на 5 см-1, Г(с-Ы) _ в области высоких частот на 15-40см-1, то есть от 14201425 см-1 до 1500см-1. Такое смещение основных колебательных частот „(с=о) и^с-Ы) вызвано координацией лиганда с ионом комплексообразователя через кислород карбонильной группы.

Рис. 4. ИК-спектры поглошения Fe(HCOO)2•2NH(CONH2)2

Как видно из приведенных спектров (рис. 4) комплексное соединение Ре(ИСОО)2^2КН(СОЫН2)2 характеризуется полосами поглощения 3305; 3165; 3235; 1725; 1650; 1495; 1380;1152; 1130; 750; 470 см-1.

Спектры формиатных комплексов не содержат полос, характерных для спектров самих формиатов: 2890; 1380; 1395; и 1355 см-1, что указывает на чистоту выделенного соединения. В комплексах эти полосы обусловлены колебанием двух первичных и одного вторичного амина, которые состоят из трех полос. Полосы в области 3300-3100см-1 , встречаются и у свободного аллофанамида с небольшими вариациями положения этих полос, на основании которых можно предположить, что комплексообразование происходит через атом кислорода, поскольку, положения полос аминогрупп не претерпевают изменения. Комплексное соединение №(ИСОО)2^2КН(СОЫН2)2 имеют полосы 3315; 3170,3260 (рис. 5).

Спектры формиатных комплексов не содержат полос, характерных для спектров самих формиатов [3], 2890, 1388, 1395, 1355 см-1, что указывают на чистоту выделенного соединения. В комплексах эти полосы обусловлены колебанием двух первичных и одного вторичного амина , который состоит из трех полос.

Рис. 5. ИК-спектры поглошения Ni(HCOO)2•2NH(CONH2)2

Полосы в области 3300-3100 см-1 встречаются у свободного аллофанамидас небольшими вариациями в положении этих полос, на основании которых можно предположить, что комплексоообразование происходит через атом кислорода, поскольку положения полос аминогрупп не претерпевают существенного изменения в спектрах этого соединения.

Частоты 1720см-1 и 1630см-1 относятся к валентным колебаниям С=О группы и деформационным колебаниям КН2группы аллофанамида. Эти частоты в комплексе №(НСОО)2^2КН(СОКН2)2 соответствуют 1705 см-1 и 1688 см-1. Это показывает, что при комплексообразовании через атом кислорода карбонильной группы происходит увеличение частоты С=О группы.

Литература

1. Thermogravimetric analysis of various metallic formates / S. Shishido, V. Shunsuhe, K. Masuda, N. Voshio-Nippon Kagasi Kaishi, 1971. Vol. 2. P. 309-312.

2. Берг Л. Г. Введение в теорию термического анализа. М.: Наука, 1964. 332 с.

3. Пилолян Г. Д. Введение в теорию термического анализа. М.: Наука, 1964. 173 с.

4. Вдовенко В. М. Спектроскопические методы в химии комплексных соединений. М.: Химия, 1964. 272 с.

5. Накамото К. Инфракрасные спектры неорганических и координационных соединений. М.: Мир, 1966. 411 с.