Методика проведения эксперимента

Электрохимический синтез проводился в двухэлектродной бездиафрагменной ячейке при плотности тока, равной 5-6 мА/см² в течение 60 минут. В качестве катода и анода использовались металлические пластины. Схема установки представлена на рисунке 1.

Рисунок 1 – Схема установки для проведения электрохимического синтеза

Аналитические методики

2.4.1 Определение концентрации Zn(II) – комплексонометрическое титрование

В 100 мл исследуемого раствора должно содержаться не более 25 мг Zn. Раствор аналита титровали раствором ЭДТА в аммиачном буферном растворе с рН 8-10 в присутствии индикатора эриохрома чёрного Т до перехода окраски из малиновой в синюю. Раствор ЭДТА готовили из фиксанала.

Определение концентрации хлорид-ионов

Определение ионов хлора в образцах проводилось по методу Мора.

Образец растворяли в воде и титровали стандартным раствором AgNO₃ в присутствии индикатора – хромата калия – до появления слабой оранжевой окраски образующегося осадка.

Определение содержания кристаллизационной воды в соединениях

Зачастую комплексные соединения меди и цинка содержат сольватные молекулы растворителя. Было сделано допущение, что в качестве сольватных молекул выступают только молекулы воды вследствие наибольшего сродства к металлу-комплексообразователю. Как известно, десольватация происходит при температуре до 140ºС и сопровождается положительным (эндотермическим) тепловым эффектом. Термический анализ нами проведён не был из-за нехватки времени.

Физико-химические методы исследования

Спектры поглощения в видимой и УФ-области были записаны на спектрофотометре марки «LEKI SS 2110 UV», спектральный диапазон длин волн для которого составляет 190-1100 нм.

Элементный CHN-анализ проводился с использованием прибора Elementar vario MICRO cube.

ИК-спектры полученных соединений записывали на ИК Фурье-спектрометре Bruker Vertex 70 в области 450-4500 см^-1.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

Нами была поставлена серия опытов при различных плотностях тока.

Оказалось, что при 3мА/см² процесс практически не идёт. При плотности тока 9 мА/см² и более – заметная эрозия электродов, что приводит к загрязнению мелкодисперсным цинком целевого продукта, таким образом начальная плотность электрического тока составляла 6 мA/см², т.е. середина данного интервала.

Изменение плотности тока в процессе синтеза носит нелинейный характер. Для всех исследованных систем кривая зависимости плотности тока от времени имела сходный характер и имела форму, показанную на рисунке 3.

Рабочим раствором были водные растворы лигандов салициловой и никотиновой кислот. Осадок целевого соединения осаждался из насыщенного раствора салициловой кислоты в течении суток после окончания электролиза. Осадок сушили над CaCl2 в эксикаторе, затем проводили анализ на содержание металла и лиганда. Цинк определяли методом комплексонометрического титрования, лиганды кислот – метод спектрофотометрического определения, основанный на интенсивности поглощения УФ-излучения лигандами. Интенсивность поглощения пропорциональна концентрации салициловой кислоты, причём подчиняется закону Бугера-Ламберта-Бэра в широком диапазоне концентраций. В качестве растворителя для построения калибровочного графика использовали децинормальную соляную кислоту. Все полученные данные приводятся в таблицах ниже.

Рисунок 1 – Зависимость оптической плотности от концентрации салициловой кислоты

Таблица 1 – Состав полученных соединений

Соединение	Вычислено, %	Найдено, %
Meⁿ⁺	L-	H2O	Meⁿ⁺	L-	H2O
ZnSal2(H2O)2	17.3	73.2	9.5	17.1	73.1	9.8
ZnNic₂	20.9	79.1	__	19.8	__	__

Рисунок 2 – ИК-спектр салициловой кислоты

Рисунок 3 – ИК-спектр комплекса салициловой кислоты с цинком

Рисунок 4 – ИК-спектр никотиновой кислоты

Рисунок 5 – ИК-спектр комплекса никотиновой кислоты с цинком

ВЫВОДЫ

На основе проведённой экспериментальной работы можно сделать следующие выводы:

1. Методом электрохимического синтеза получены комплексные соединения цинка с ароматическими кислотами, такими как никотиновая и салициловая.

2. Подобраны оптимальные условия синтеза данных соединений.

3. Методами химического и физико-химического анализа показана идентичность предполагаемого строения координационного узла.