Введение к работе
Актуальность проблемы.. Игучение реакции ксмплекссобразования с полидентатными лигандами в растворах представляет значительный теоретический и практический интерес. Фундаментальные исследования закономерностей таких реакций открыли широкие перспективы для решения практических задач, связанных с управлением процессами, происходящими в сложных многокомпонентных системах. Общеизвестно применение жидксфазных композиционных материалов в теплоэнергетике, сельском хозяйстве, медицине, микроэлектронике и т.д., в основе действия которых лежат реакции комплексообраэсвания с полндентатными лигандами. В последние годы возрос интерес к изучению реакций образования сме-шзн'нолнгандных моно- и полнпдерннх комплексных соединений на основе полидентатных лигандов, поскольку образование таких соединений может оказаться эффективным путем варьирования их строением, условиями образования в растворах, их устойчивостью и реакционной способностью, совместимостью разнородных лигандов и металлов и рядом других необходимых свойств в плане решения научных и прикладных задач.
Реакцій образования сметаннолигандных комплексных соединений из однородных по лиганду комплексов участием полидентатного лиган-да протекают-либо о сохранением дентатности и способа координации полидентатного реагента, либо образсванию и превращен комплексов сопутствует изменение дентатности и (или) способа координации полидентатного лиганда. До настоящего времени при изучении термодинамики реакцій смешзннолигандного и полиядерного комплексообразо-вания основное внимание уделялось реакциям, протекающим без изменения дентатности лигандов, тогда как реакции смешаннолигандного и полиядерного комплексообраэсвания с изменением дентатности лигандов оставались малоизученными.
Цель работы. Игучение термодинамики реакций смешаннолигандного моно-^ и полиядерного комплексообразования в водном растворе с изменением дентатности полидентатного лиганда, включающее решение следующих взаимосвязанных задач:
1. Разработка методов математического моделирования сложных равновесных систем, создание комплекса универсальных компьютерных программ для обработки экспериментальных данных при изучении сложных равновесных систем раеличными физике-химическими методами с целью получения надежной термодинамической информации об изучаемых решат-
-
Определение полных термодинамических параметров реакций образования в водном растворе смешаннолигандных моно- и полиядерных комплексов ионов меди, никеля, цннкз и кадмия с этилендиамннтетра-ацетат-ионом, гидроксид-ионом, аммиаком, этилендиамином, ионами глицина, имннодиацетата, нитрилотриацетатз.
-
Анализ термодинамических параметров реакции комплексообраэо-вания с изменением дентатности и (или) способа координации полиден-татного лнганда с целью выявления общих и специфических закономерностей таких реакций в сравнении с реакциями комплексообраэования Оеэ изменения дентатности лнгандов.
Научная новизна. В плане развития перспективной области координационной химии - химии полиядерных смешаннолигандных соединений металлов с ксмплексонами - производными этилендиамина - разработано новое научное направление - термодинамика реакций смещаннолигандного комплексообраэования с изменением дентатности лиганда. Создано программно-математическое обеспечение изучения термодинамики реакций в сложных системах, впервые определены полные термодинамические характеристики 37 реакций смещаннолигандного моно- и полиядерного комп-лексообраэования, протекающие с изменением дентатности и (или) способа координации полидентатного лиганда. Предложена классификация таких реакций, в основе которой лежит характер изменения дентатности лнганда. Установлена взаимосвязь структурных изменений, происходящих с реагентами при протекании таких реакций, и термодинамических параметров этих реакций.
Практическая значимость. Полученная в работе термодинамическая информация о реакциях образования смешаннолигандных моно- и полиядерных комплексных соединений с участием этнлендиаминтетраацетат-иона в сочетании с разработанным комплексом универсальных программ позволяет осуществлять компьютерное моделирование сложных многокомпонентных систем на основе комплексонов, прогнозировать их хими^ ческие и физико-химические свойства в зависимости от состава, кон-центаций компонентов, кислотности, температуры и т.п. Такой подход может повысить эффективность исследований в области создания и применения новых жидкофазных материалов на основе комплексонов для технического применения (отвердители эпоксидных смол, электролиты'для гальванических покрытий, десорбенты и модификаторы поверхности полупроводниковых материалов и т.п.).
Разработки в области компьютерного моделирования равновесий в
растворах нашли применение в преподавании курса аналитической химии в Ивановской химико-технологической академии и Ивановском гос. университете. Имеются документальные подтверждения об использовании разработанных нами программ в ряде ВУЗов и НИИ.
Апробация работы. Основные разделы работы докладывались на XIV (Иваново,1981 г.), XV (Киев,1985 г.), XVI (Красноярск, 1987 г.) Всесоюзном Чугаевском совеїцании по химии комплексных соединений; Етором совещаний по химии и применению комплексонов и комплексонзтов (Москва, 1983 г.); I Всес. конференции "Мзтематігческие методы и ЭБМ в аналитической химии (Москва, 1986 г.); IV (Иваново, 1989 г.) it V (Иваново, 1991 г.) Всесоюзном совещании "Проблемы сольватации и комплексообразования в растворах"; XIII Всесоюзной конференции по химической термодинамики и калориметрии (Красноярск, 1991 г.)
Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 243 стр., содержит 16 рис., 83 табл. и состоит из введения, обзора литературы, экспериментальной части, обсуждения результатов, выводов, списка цитируемой литературы и приложения. 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.