Курсовая работа: Ацетаты и ацетатные комплексы d-элементов 6 и 7 групп
Сине-фиолетовые кристаллы средней соли Сг(СН3 СОО)3 *6Н2 O кристаллизуются из фиолетового раствора, полученного растворением свежеосажденного гидроксида хрома(Ш) в ледяной уксусной кислоте.[1] Растворим в воде.
В промышленности:
Ацетат хрома получают из хромового ангидрида, уксусной кислоты или ее водного раствора и раствора восстановителя. В качестве раствора восстановителя используют водный раствор формальдегида или сахарозы. Процесс ведут в трехсекционном реакторе проточного типа, который состоит из трех последовательно соединенных теплообменников. Во внутренние трубки теплообменников поступает реакционная смесь, а в межтрубное пространство теплоноситель. На входе и выходе из реактора и между теплообменниками существуют межсекционные пространства. В эти межсекционные пространства поступает реакционная смесь. В каждом из них расположена лопастная мешалка, насаженная на общую ось. Непрерывная технологическая схема предусматривает загружение в две емкости попеременно уксусной кислоты или ее водного раствора и хромового ангидрида и непрерывную подачу полученного раствора в первую секцию реактора. Водный раствор восстановителя загружают во вторую секцию реактора. Упрощается процесс получения ацетата хрома за счет эффективного регулирования температурного режима трехсекционного реактора.
Реакции процессов:
2СrO3 + 6СН3 СООН + 3СНОН + 3Н2 О ® 2(СН3 СОО)3 Cr + 3CHOOH + 6Н2 О
2CrO3 + 6СН3 СООН + С12 Н22 О11 + H2 O ® 2(СH3 COO)3 Сr + С6 Н12 О7 + C4 H8 O5 + C2 H4 O3 + 3H2 O
Ацетат марганца(III) [Мn3 O (СН3 СOO)6 (Н2 O)6 ]+ (СН3СOO)-
Коричневые с шелковистым блеском кристаллы этой соли, растворимые в воде, но не растворимые в этаноле,(tпл =80°С, r=1,59г/см3 )[8] получают окислением ацетата марганца (II) перманганатом в ледяной уксусной кислоте:
3KМnO4 +12Мn(СН3 СОО)2 +14СН3 СООН+23Н2 O®
®5Мn3 O(СН3 СOO)7 (Н2 O)6 + 3СН3 СООK
Безводная соль, образующаяся в виде коричневого порошка при взаимодействии нитрата марганца (II) с уксусным ангидридом:
6Mn(NO3 )2 + 8(СН3 СO)2 O + Н2 O ® 2Мn3 O(СН3 СOO)7 + 12NO2 + 3 /2 O2 + 2СН3 СООН
по-видимому, также содержит трехъядерные фрагменты [Мn3 O(СН3 СOO)6 (Н2 O)6 ]+ , связанные друг с другом ацетатными мостиками. Оба вещества устойчивы при хранении в отсутствие влаги, но в воде необратимо гидролизуются.[1] Может быть перекристаллизован из растворов в ледяной уксусной кислоте. При этом получается гидрат.[9]
Методика синтеза
Смесь 20 г гексагидрата нитрата марганца (II) и 80 г уксусного ангидрида слабо нагревают при встряхивании до тех пор, пока не начнется бурная экзотермическая реакция, сопровождающаяся выделением большого количества газообразных продуктов. По окончании реакции, при охлаждении однородной маслянистой жидкости выделяется безводный ацетат марганца (III) в виде коричневого кристаллического порошка. Его отфильтровывают на стеклянном фильтре, промывают сначала уксусным ангидридом, затем небольшим количеством эфира до исчезновения запаха уксуса и хранят в закрытом сосуде без доступа влаги.
Химические свойства
Cr(II) является сильным восстановителем, окисляется кислородом воздуха.
Соединения хрома (III) весьма стабильны. Катион Cr(III) в водных растворах существует только в виде кинетически инертного аквокомплекса [Сг(Н2 0)6 ]3+ . Химия Сг(Ш) в водных растворах определяется очень малой скоростью обмена молекул воды в этом комплексе на другие лиганды. Период полуобмена для него измеряется днями, в то время как в большинстве аналогичных комплексов других металлов время замещения молекул воды много меньше 1 мсек. Большой устойчивостью обладают также аквокомплексы Cr(III) и в кристаллическом состоянии.
Если на Mo2 (CH3 COO)4 подействовать 14 М раствором НСl при 0°С, то получится Mo2 Cl8 4 - , а при 60°С и 6М HCl – (Mo2 Cl8 )3 - .
Mo2 (CH3 COO)4 L2 ® Mo2 (CH3 COO)4 (при действии CH3 OH) L – произвольный лиганд.
Применение
Сг2(СН3СOO)4(Н2O)2 используют для дегалогинирования органических соединений таких как α-бромкетоны и гидроксогалогениды. Так как хром +2 является сильным восстановителем, он будет уменьшать количество кислорода в воздухе, поэтому может быть использован как кислородный скруббер. Так же он используется при производстве полимеров.[13] В качестве исходного вещества ацетат хрома(II) используют для синтеза других соединений хрома в степени окисления +2.
Ацетат хрома (III) используется при разработке неоднородных нефтяных пластов: Способ разработки неоднородных нефтяных пластов относится к нефтедобывающей промышленности, в частности к способам разработки неоднородных нефтяных пластов заводнением и может быть применимо для ограничения водопритоков в добывающих скважинах. Сущность изобретения: способ разработки неоднородных пластов заводнением включает закачку водного раствора частично гидролизованного полиакриламида с введенным в него ацетатом хрома с глинистой суспензии, обработанной хромокалиевыми квасцами, с последующим нагнетанием вытесняющего агента. Закачку водного раствора частично гидролизованного полиакриламида с ацетатом хрома и глинистой суспензии, обработанной хромокалиевыми квасцами, осуществляют одновременно или последовательно.[7] Так же используется как протрава при крашении и печати текстиля, применяется в качестве универсального сшивателя водно-полимерных систем на основе полиакриламидов и биополимеров, различных марок, а также может применяться в кожевенной и меховой промышленности в качестве дубителя кож.
Ацетат марганца(III) часто используют в лабораторной практике для синтеза других соединений марганца(Ш) по реакциям обмена.[1] Также используется как катализатор при производстве искусственного волокна, как пигмент, вспомогательный сиккатив[1] , катализатор окисления и удобрение.
Ацетат молибдена (Mo2 (СН3 СOO)4 (Н2 O)2 ) , как правило, используется в качестве промежуточного соединения в процессе синтеза соединений молибдена с четверными связями. Ацетатные лиганды могут быть заменены на любые другие, таким образом, могут быть получены новые соединения, такие как Mo2 Cl4 [P(C4 H9 )3 ]4 .
В последних исследованиях начали использовать четырехкратно связанный ацетат молибдена для синтеза пятикратно связанных комплексов молибдена.
Ацетат рения (III) (Re2 СН3 СOO)4 Cl2 ) используют для синтеза других комплексных соединений, содержащих связь Re-Re.
Вывод
Были рассмотрены свойства ацетатов и ацетатных комплексов d-элементов 6 и 7 групп. Эти соединения можно разделить на три части: