Термодинамические параметры реакции бис-ацетилацетоната меди (II) с пиридином

НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ФАКУЛЬТЕТ ЕСТЕСТВЕННЫХ НАУК

КАФЕДРА ФИЗИЧЕСКОЙ ХИМИИ

Курсовая работа

Определение термодинамических параметров реакции

бис-ацетилацетоната меди (II) с пиридином спектрофотометрическим методом

Студент:

Быков Максим Михайлович

Шабалин Антон Юрьевич

Преподаватель:

д.х.н. Талзи Евгений Павлович

НОВОСИБИРСК 2007 г.

Целью данной работы является определение термодинамических параметров реакции бис-ацетилацетоната меди (II) с пиридином.

Реакцию проводили с использованием в качестве растворителя смеси хлороформа и толуола в соотношении 3 : 2. При добавлении пиридина в раствор, содержащий бис-ацетилацетонат меди, происходит координация одной молекулы пиридина и устанавливается следующее равновесие:

Исходное соединение имеет два максимума поглощения в видимой области спектра λ₁= 546 нм и λ₂= 660 нм. При координации молекул пиридина наблюдается изменение спектра поглощения раствора, связанное с образованием комплекса, обладающего спектром, отличным от спектра исходного дикетоната.

Таким образом, в растворе присутствуют две поглощающие формы – исходный ацетилацетонат и образующийся комплекс. Оптическая плотность раствора при любой длине волны складывается из оптических плотностей поглощающих форм:

Согласно закону Бугера-Ламберта-Бэра, оптическая плотность компонента линейно связана с его концентрацией:

, где  - молярный коэффициент экстинкции, С – концентрация, l – длина кюветы. Таким образом, для общей оптической плотности можно записать:

Константа реакции по определению равна:

С учетом того, что начальная концентрация (С₀) ацетилацетоната равна

равновесные концентрации ацетилацетоната и его пиридинового комплекса равны соответственно

 и

подставив полученные выражения для концентраций в выражение для оптической плотности раствора получим

Пусть D₀ – оптическая плотность раствора, не содержащего пиридин, тогда

Посчитаем разницу оптических плотностей (ΔD) раствора до и после прибавления пиридина

Запишем следующее выражение для 1/ΔD:

Тогда

Экспериментальная часть:

Материалы и методы:

Измерения оптической плотности исследуемых растворов проводилось на спектрофотометре Specord UV-Vis Karl Zeiss

Все химические вещества использовали без дополнительной очистки.

Проведение измерений

В мерной колбе на 25 мл приготовили раствор ацетилацетоната меди в смеси толуола с хлороформом с концентрацией 0,013М

В специальную кварцевую кювету с крышкой и длиной оптического пути 1,00 см поместили 3 мл рабочего раствора и зарегистрировали спектр исходного ацетилацетоната в диапазоне длин волн 440-820 нм. Затем добавляли определенные количество пиридина в кювету с помощью микропипетки в соответствии с таблицей и снимали спектры получившихся растворов . В качестве раствора сравнения использовали смесь хлороформа с толуолом в тех же соотношениях, что и при приготовлении рабочего раствора.

Все вышеуказанные операции были проделаны при разных темрературах:

T = 297,1 K

D	ΔD	VPy, мкл	V,мл	V р-ра	СPy	1/ СPy	1/ΔD
0,54	0	0	0	0,003	0
0,62	0,08	10	0,01	0,003	0,040928	24,43299	12,5
0,68	0,14	20	0,02	0,003	0,081857	12,21649	7,142857
0,74	0,2	30	0,03	0,003	0,122785	8,14433	5
0,78	0,24	40	0,04	0,003	0,163713	6,108247	4,166667
0,8	0,26	50	0,05	0,003	0,204641	4,886598	3,846154
0,84	0,3	60	0,06	0,003	0,24557	4,072165	3,333333
0,84	0,3	70	0,07	0,003	0,286498	3,490427	3,333333
0,85	0,31	80	0,08	0,003	0,327426	3,054124	3,225806
0,88	0,34	100	0,1	0,003	0,409283	2,443299	2,941176
0,89	0,35	120	0,12	0,003	0,491139	2,036082	2,857143
0,91	0,37	150	0,15	0,003	0,613924	1,628866	2,702703

По имеющемуся спектру определили характеристики изобестической точки λ = 580 нм

T = 313,2 K