氯化铵生成焓的测定

生成焓是由稳定态单质在标准状态下生成一摩尔化合物时伴随发生的焓变,用ΔHf表示。某些物质往往不能由单质直接生成,因此这些物质的生成焓无法直接测定。     

关于最稳定单质的标准生成焓为零的讨论

本文从实践和发展的观点讨论了最稳定单质红磷和C60 的标准摩尔生成焓不为零而为负值的事实 ;建议最稳定单质的标准摩尔生成焓为零的定义最好改为 :指定单质的标准摩尔生成焓为零。     

精氨酸侧链和核酸碱基间离子氢键作用强度分析

采用MP2/6-31+G(d,p)方法优化得到了22个由精氨酸侧链与碱基尿嘧啶、 胸腺嘧啶、 胞嘧啶、 鸟嘌呤及腺嘌呤形成的氢键复合物的气相稳定结构, 使用包含BSSE校正的MP2/aug-cc-pVTZ方法计算得到了复合物的气相结合能, 通过MP2/6-31+G(d,p)方法和PCM模型优化得到了复合物的水相稳定结构, 采用MP2/aug-cc-pVTZ方法和PCM模型计算得到了复合物的水相结合能. 研究发现, 精氨酸侧链与碱基间的离子氢键作用强度与单体间电荷转移量、 氢键临界点电子密度及二阶作用稳定化能密切相关. 与中性氢键相比, 离子氢键作用具有更显著的共价作用成分. 研究还发现, 精氨酸侧链和碱基间形成的氢键复合物的稳定性次序可以通过氢键受体碱基分子上氧原子和氮原子的质子化反应焓变进行预测, 质子化反应焓变越负, 形成的氢键复合物越稳定.     

反气相色谱测定双阳离子型离子液体的溶解度参数

采用反气相色谱法,于343.15 K到363.15 K温度下测定了双阳离子型离子液体1,10-双(N-甲基咪唑鎓)癸烷六氟磷酸盐［C10(MIM)2］［PF6］2的溶解度参数。以正辛烷、正十二烷、正十四烷和正十六烷为探针溶剂,计算了探针溶剂的特性保留体积(V0g)、摩尔吸收焓(ΔHS1)、无限稀释摩尔混合焓(ΔH∞1)、摩尔蒸发焓(ΔHv)、无限稀释活度系数(γ∞12)以及探针溶剂与［C10(MIM)2］［PF6］2的Flory-Huggins相互作用参数(χ∞12),测得该离子液体的溶解度参数(δ2)为15.01 (J\5cm~3)1/2。这一结果对研究离子液体的溶液性质和应用有指导作用。     

过渡金属离子液体[C2mim][FeCl4]的溶解热

在干燥氩气氛下, 用等摩尔的高纯无水FeCl3和氯化1-甲基-3-乙基咪唑([C2mim][Cl])直接搅拌混合, 制备棕色透明的含过渡金属铁的离子液体[C2mim][FeCl4]. 在298.15 K下, 利用具有恒温环境的溶解反应热量计测定了这种离子液体的摩尔溶解焓(ΔsHm). 针对[C2mim][FeCl4]溶解于水后即分解的特点, 在Pitzer电解质溶液理论基础上, 提出了确定这种离子液体标准摩尔溶解焓的新方法, 得到了[C2mim][FeCl4]的标准摩尔溶解焓(ΔsH 0—m=-76.6 kJ/mol), 以及Pitzer焓参数组合: β(0)LFe,Cl+β(0)L[C2mim], Cl+ΦLFe,[C2mim]=0.072209和β(1)LFe,Cl+β(1)L[C2mim], Cl=0.15527. 借助热力学循环和Glasser离子液体晶格能理论, 用Fe3+, Cl-和[C2mim]+的离子水化焓数据以及[C2mim][FeCl4]标准摩尔溶解焓, 估算得到了配离子[FeCl4]-(g)解离成Fe3+(g)和4Cl-(g)的解离焓为5659 kJ/mol. 这个结果揭示了离子液体[C2mim][FeCl4]的标准摩尔溶解焓绝对值并不很大的原因, 即很大的离子水化焓被很大的[FeCl4]-(g)的解离焓相互抵消.     

Zn(Met)Ac_2·H_2O固态配合物的制备及标准生成焓

在水 丙酮混合溶剂中合成了Zn(Met)Ac2 ·H2 O固态配合物 ,通过化学分析、元素分析、IR、DSC和TG DTG对其组成、结构及热稳定性进行了表征。得出其脱水过程和分解过程的焓变分别为 15 30J/ g和35 7 80J/ g。用转动弹热量计测得其恒容燃烧能ΔcE为 (- 6 4 72 11± 2 2 0 )kJ/mol,计算得其标准燃烧焓ΔcH0m 和标准生成焓ΔfH0m 分别为 (- 6 4 75 2 1± 2 2 0 )kJ/mol和 (- 4 2 9 0 4± 2 5 9)kJ/mol。     

Zn(Met)Ac2·H20固态配合物的制备及标准生成焓

在水-丙酮混合溶剂中合成了Zn(Met)Ac2·H2O固态配合物,通过化学分析、元素分析、IR、DSC和TG-DTG对其组成、结构及热稳定性进行了表征.得出其脱水过程和分解过程的焓变分别为15.30 J/g和357.80 J/g.用转动弹热量计测得其恒容燃烧能△cE为(-6 472.11±2.20) kJ/mol,计算得其标准燃烧焓△cH0m和标准生成焓△fH0m分别为(-6 475.21±2.20)kJ/mol和(-429.04±2.59)kJ/mol.     

1-甲基-3-乙基咪唑缬氨酸盐离子液体[C2mim][Val]的热化学

用中和法合成了氨基酸离子液体1-甲基-3-乙基咪唑缬氨酸盐([CB_2Bmim][Val]). 在298.15±0.01 K下, 利用恒温溶解反应热量计测定了不同含水量的[CB_2Bmim][Val]溶解成不同质量摩尔浓度溶液的溶解焓, ΔB_solBHB_mB (w), 借助标准加入法(SAM)和Archer方法得到了无水离子液体[CB_2Bmim][Val]的标准摩尔溶解焓, . 利用RB-II型精密转动弹热量计测定了该离子液体的燃烧热, 计算了其标准摩尔燃烧焓 和标准摩尔生成焓 |并结合该离子液体的标准摩尔溶解焓和乙基咪唑阳离子[CB_2Bmim]^＋在水溶液中的标准摩尔生成焓, 计算了[Val]P^－离子在水溶液中的标准摩尔生成焓. 利用RD496-III型热导式微量热量计测定了不同质量摩尔浓度[CB_2Bmim][Val]水溶液的稀释焓, 根据扩展的Debye-Hückel方程计算得到的相对表观摩尔焓P^φPL和根据Pitzer离子相互作用模型的计算值在实验误差范围内很好一致.     

离子液体[C2mim][GaCl4]的溶解热研究

在干燥氩气氛下, 用等摩尔的高纯无水GaCl3和[C2mim][Cl](氯化1-甲基-3-乙基咪唑)直接搅拌混合, 制备了淡黄色透明的的离子液体[C2mim][GaCl4] (1-ethyl-3-methylimidazolium chlorogallate) . 在298.15 K下, 利用具有恒温环境的溶解反应热量计, 测定了这种离子液体的不同浓度摩尔溶解焓 . 针对[C2mim][GaCl4]溶解于水后即分解的特点, 在Pitzer电解质溶液理论基础上, 提出了确定这种离子液体标准摩尔溶解焓的新方法, 得到了[C2mim][GaCl4]在水中的标准摩尔溶解焓, ＝－132 kJ•mol－1, 以及Pitzer焓参数组合: ＝－0.1373076和 ＝0.3484209. 借助热力学循环和Glasser离子液体晶格能理论, 用Ga3＋, Cl－和[C2mim]—的离子水化焓数据以及本文得到的[C2mim][GaCl4]标准摩尔溶解焓, 估算了配离子4Cl－(g)解离成Ga3＋(g)和4Cl－(g)的解离焓ΔHdis([GaCl4]-)≈5855 kJ•mol－1. 这个结果揭示了离子液体[C2mim][GaCl4]的标准摩尔溶解焓绝对值并不很大的原因, 即是很大的离子水化焓被很大的[GaCl4]－(g)的解离焓相互抵消了.     

稀土气态配合物GdAl3Br12的热力学研究

通过骤冷法实验, 在622～770 K的温度范围和0.0075～0.18 Mpa的压力范围内, 对气态配合物GdAlxBr3x 3的形成热力学进行了探讨. 结果显示, 溴化钆与气态溴化铝二聚体生成唯一产物GdAl3Br12气态配合物; 反应GdBr3(s) (1/2) Al2Br6(g)=GdAl3Br12 (g)的平衡常数、焓变和熵变, 通过骤冷法实验和计算得出.     

Et2NH2[Nd(S2CNEt2)4]的晶体结构和生成反应焓变

在干燥氮气气氛下,以无水乙醇为溶剂,制备了低水合氯化钕与二乙氨基荒酸二乙铵(D-DDC)配合物,确定其组成为Et2NH2[Nd(S2CNEt2)4].单晶结构分析表明,配合物中4个二乙氨基荒酸根各通过2个硫原子与钕离子成键形成八配位十二面体阴离子,并与二乙铵阳离子形成缔合型分子.晶体属单斜晶系,空间群P21/n,a=1.37517(14)nm,b=2.1146(2)nm,c=1.44641(15)nm,β=102.028(2)°,Z=4.用微量热法测定了298.15K下水合氯化钕和D-DDC在无水乙醇中的溶解焓及二乙氨基荒酸钕液相生成反应焓变分别为(-17.89±0.096),(50.280±0.151)和(-10.116±0.065)kJ/mol,求得固相生成反应焓变.     

反气相色谱测定非对称双阳离子型离子液体的溶解度参数

在343.15~363.15 K下采用反气相色谱法对实验室合成的3种非对称双阳离子型离子液体[PyC₅Pi]NTf₂]₂、[MpC₅Pi]NTf₂]₂和[PyC₆Pi]NTf₂]₂的溶解度参数进行了测定。以正辛烷、正癸烷、正十二烷、正十四烷和正十六烷作为探针溶剂,计算了在不同温度下探针溶剂在3种离子液体中的特性保留体积(V_g⁰)、摩尔吸收焓(ΔH₁^S)、无限稀释摩尔混合焓(ΔH_l^∞)、摩尔蒸发焓(ΔH_v)、无限稀释活度系数(Ω₁^∞)以及探针溶剂与3种离子液体的Flory-HuggirIs相互作用参数(χ₁₂^∞),得到了室温下3种离子液体的溶解度参数(δ₂)为28.52~32.66 (J·cm^-3)^1/2。分子结构中含有4-甲基吗啉比含有吡啶时溶解度参数更大。随着两个阳离子间连接基碳数的增加,溶解度参数增大。这一结果对研究离子液体的溶液性质和应用有指导作用。     

咪唑醋酸离子液体热力学性质的理论研究

咪唑醋酸离子液体在催化、电化学、萃取等领域具有潜在的应用价值,对其热力学性质的深入研究将为其应用提供理论依据。本文采用密度泛函理论(DFT)方法和Born-Fajans-Haber (BFH)循环法对咪唑醋酸离子液体[C_nmim][OAc] (n=1-6)进行热力学性质的理论研究。计算其相变过程中的解离焓、汽化焓、熔化焓、晶格焓、溶解焓等,并与已有实验值进行比较。利用Gaussian 09程序在B3LYP/6-311+G(d, p)和M062X/TZVP两种水平下计算解离焓值,同时通过计算得到分子体积和总气相能的焓修正值,借助Matlab计算软件拟合得到汽化焓值,取得与已有实验值很好的一致性。使用Jenkins公式求得晶格能,计算得到晶格焓,最后利用BFH循环计算得到溶解焓。     

室温离子液体EMIES的标准生成焓

在(298.15 ±0.01) K下用转动弹热量计测定了离子液体硫酸乙酯-1-甲基-3-乙基咪唑(EMIES)及合成它的原料1-甲基咪唑的恒容燃烧热,通过计算得到它们的标准燃烧焓 分别为(－2671±2) 和(－286.3±0.5) kJ·mol－1;标准生成焓 分别为(－3060±3) kJ·mol－1和(－2145±4) kJ·mol－1.结合文献上硫酸二乙酯的标准生成焓数据,得到了合成离子液体EMIES的反应热(－102.3±1.0) kJ·mol－1,与合成实验中观察到的强烈放热现象是一致的.根据离子液体EMIES的热容数据,计算了不同温度下EMIES的标准生成焓.     

氯化烷基咪唑系列离子液体标准摩尔燃烧焓和生成焓

用精密氧弹热量计测定了4种离子液体: 氯化1-甲基-3-乙基咪唑(C2MIC), 氯化1-甲基-3-丁基咪唑(C4MIC), 氯化1-甲基-3-戊基咪唑(C5MIC)和氯化1-甲基-3-己基咪唑(C6MIC)的燃烧热, 计算了它们的标准摩尔燃烧焓 和标准摩尔生成焓 , 结合文献中的标准摩尔溶解焓, 估算了烷基咪唑阳离子在水溶液中的标准摩尔生成焓, 以及亚甲基对标准摩尔燃烧焓和标准摩尔生成焓的贡献.     

三元配合物Dy（Et2dtc）3（phen）的热化学性质

以铜试剂(NaEt2dtc·3H2O)和菲咯啉(phen·H2O)与低水合氯化狄(DyCl3·3.74H2O)在无水乙醇中反应,制得三元固态配合物,化学分析和元素分析确定该化合物的组成为Dy(Et2dtc)3(phen)。IR光谱表明配合物中Dy3 与3个NaEt2dtc中的6个硫原子双齿配位,同时与phen中的2个氮原子双齿配位,可推测其配位数为8。用微热量计测定出298.15 K下液相生成反应的焓变A,H曼(1)为(一19.091±0.015)kJ·mol_。,通过合理的热化学循环计算出固相生成反应焓变△rHmθ(s)为(139.641±0.482)kJ·mol-1;改变反应温度,研究了配合物的液相生成反应的热动力学,配合物的恒容燃烧能△cU用精密转动弹热量计测定为(-16730.21±9.25)kJ·mol-1,其标准燃烧焓△fHmθ和标准生成焓△fHmθ经计算分别为(-16749.42±9.25)kJ·mol-1和(-2019.68±10.19)kJ·mol～1。     

3-硝基-1, 2, 4-三唑-5-酮锶配合物的制备、晶体结构和热力学 性质研究

通过3-硝基-1,2,4-三唑-5-酮(NTO)与碳酸锶反应,制备了标题配合物,其结构用单晶分析法测定,所得晶体学参数为:a=1.1034(1)nm,b=2.2742(2)nm,c=0.63398(9)nm,β=101.798(13)ⅲ,V=1.5573(4)nm^3,D~c=1.936g.cm^-^3,Z=2,F(000)=912,μ=35.45cm^-^1;晶体属单斜晶系,空间群为P2~1/c,最终偏离因子R为0.0344。通过标题配合物在水中溶解焓的测定,算得其标准生成焓、晶格焓、晶格能和标准脱水焓。     

Na(NTO)(H2O)的制备、晶体结构及热力学性质研究

利用氢氧化钠溶液与NTO水溶液进行反应制备了标题化合物并培养出单晶。通过X射线单晶结构分析法测定分子结构和晶体结构,其分子式可表示为Na(NTO)(H2O),晶体属单斜晶系,P21/c空间群,晶体学参数为:a=0.6303(1)nm,b=0.8285(1)nm,c=1.1574(2)nm,β=103.85(1)°,V=0.5868(2)nm^3,Dc=1.925g/cm^3,Z=4,F(000)=344,μ=0.238mm^-1,R=0.0259。通过Na(NTO)(H2O)在水中溶解焓的测定,算得其标准生成焓、晶格焓和晶格能。     

三元配合物Ho(Et2dtc)3(phen)的合成及其热化学性质

改进文献方法,以铜试剂(NaEt2dtc·3H2O)和邻菲咯啉(o-phen·H2O)与低水合氯化钬(HoCl3·3.58H2O)在无水乙醇中反应,制得三元固态配合物.化学分析和元素分析确定该配合物的组成为Ho(Et2dtc)3(phen).IR光谱表明配合物中Ho3 与3个NaEt2dtc中的6个硫原子双齿配位,同时与o-phen中的2个氮原子双齿配位,可推测其配位数为8.用微量热量计测定了298.15 K下液相生成反应的焓变△rHm (1),为(-14.697±0.0376)kJ·mol-1,通过合理的热化学循环计算了固相生成反应焓变△rHm (s),为(117.504±0.619)kJ·mol-1;改变反应温度,研究了配合物的液相生成反应的热力学性质.配合物的恒容燃烧能△cU用精密转动弹热量计测定为(-18687.64±8.22)kJ·mol-1,其标准燃烧焓△cHm 和标准生成焓△fHm 经计算分别为(-18706.85±8.22)和(-70.01±9.37)kJ·mol-1.     

八面体纳米钼酸钡的制备及标准摩尔生成焓的测定

根据热力学势函数法建立纳米钼酸钡与块体钼酸钡标准摩尔生成焓之间的关系, 利用原位微量热技术获取纳米钼酸钡与盐酸反应的反应热, 以已知的块体钼酸钡的标准摩尔生成焓－1507.5 kJ•mol^－1为参考标准, 求得由反相微乳液法制备的八面体纳米钼酸钡的标准摩尔生成焓为(－336.62±0.33) kJ•mol^－1, 两种材料标准摩尔生成焓数值的差异证明纳米结构比块体结构能态更高, 更加不稳定.