DL－苹果酸－丙酮－BrO~3^-－Mn^2^+－H~2SO~4化学振荡 反应诱导期的新特征 及其动力学研究

在前文研究工作的基础上,较详细地研究了DL-苹果酸(以下简称DL-MA)、丙酮(以下简称Act)参与下的新型化学振荡反应及各种影响因素,对各主要参与反应物质在诱导期中的作用、起振原因、诱导期的新特征和可能反应机理进行了较为深入的研究,分别获得DL-MA,KBrO~3,MnSO~4的浓度对诱导期影响的拟合方程。以及诱导期的表观活化参数为E~I~N=68.50kJ·mol^-^1。     

DL－苹果酸－丙酮－BrO~3^-－Mn^2^+－H~2SO~4化学振荡 反应诱导期的新特征 及其动力学研究

在前文研究工作的基础上,较详细地研究了DL-苹果酸(以下简称DL-MA)、丙酮(以下简称Act)参与下的新型化学振荡反应及各种影响因素,对各主要参与反应物质在诱导期中的作用、起振原因、诱导期的新特征和可能反应机理进行了较为深入的研究,分别获得DL-MA,KBrO~3,MnSO~4的浓度对诱导期影响的拟合方程。以及诱导期的表观活化参数为E~I~N=68.50kJ·mol^-^1。     

丝氨酸-BrO^-~3-Mn^2^+-H2SO4体系振荡反应的研究

首次报道了间歇釜中以丝氨酸(Ser)-BrO^-~3-Mn^2^+-H2SO4为体系(简称Ser-BZ体系)的新型BZ类振荡反应,其特征如下：(1)虽然Ser不能发生溴代反应,但即使在无丙酮或惰性气体流时也能在间歇釜中观察到持续振荡;(2)振荡诱导期极短(～0),振荡次数较少(<11次);(3)振荡反应受到Cl^-,Br^-,丙烯腈等的抑制;但当加入足够量Ag^+使[Br^-]的振荡抑制后,仍可在Pt电极上观察到振荡现象。根据上述特征和反应产物分析,推测Ser-BZ振荡反应可能是自由基-控制模型,而非Br^--控制模型。加入适量丙酮可诱导连续振荡反应,归因于两种控制模型的共存。通过对Mn^3^+-Ser和BrO^-~3-Mn^2^+反应的动力学研究,并结合FKN机理,对Ser-BZ振荡反应机理进行了初步讨论。     

氟离子-乳酸-丙酮-Mn2+-BrO－3-H2SO4振荡反应及其在分析中的应用

氟离子对乳酸-丙酮-Mn2+-BrO-3-H2SO4化学振荡反应的周期和振幅有显著的影响,F-的浓度在8.00×10-5～1.00×10-3 mol·L-1范围内与振荡反应周期的改变值△tp和振幅的改变值△H均有良好的线性关系,是一线性范围宽、灵敏度高的动力学分析测试体系.获得振荡反应诱导期、周期的表观活化参数Ein、Ep分别为55.71 kJ·mol-1、67.41 kJ·mol-1,探索了该振荡体系可能的反应机理.     

trans-[(en)~2(NO~2)Co(O~2CC~5H~5N)]^2^+/Fe(Ⅱ)间电子转移反应动力学及机理研究

合成了新型Co(Ⅲ)配合物trans-[(en)~2(NO~2)Co(O~2CC~5H~5N)](ClO~4)~2, 并通过紫外可见光谱、红外光谱、元素分析和X射线单晶衍射分析进行了表征。同时分别以[Fe(CN)~6]^4^-和[Fe(CN)~5(H~2O)]^3^-作为还原剂, 考察了该配合物被还原的反应动力学行为。结果表明两反应体系分别按外配位界机理和内配位界机理进行电子传递。在25℃, Ⅰ=0.5mol·L^-^1,trans-[(en)~2(NO~2)Co(O~2CC~5H~5N)]^2^+/[Fe(CN)~6]^4^-反应体系的前驱配合物离子对形成常数Q~i~p=29mol^-^1·L, 电子转移速率常数k~e~t=2.4×10^-^4s^-^1,电子转移过程的活化焓△H^≠~e~t和活化熵△S^≠~e~t分别为1.2×10^2kJ·mol^-^1和5.0×10^2J·mol^-^1·K^-^1。在40℃, pH=8.0, Ⅰ=0.1mol·L^-^1,trans-[(en)~2(NO~2)Co(O~2CC~5H~4N)]^2^+/[Fe(CN)~5(H~2O)]^3^-反应体系前驱双核配合物分子内电子转移速率常数为7.0×10^-^5s^-^1。最后讨论了分子轨道对称性, 两金属中心氧化还原电势差等因素对电子转移速率的影响。     

间二苯酚-KBrO3-H2SO4体系化学振荡的研究

用电位法研究了间苯二酚-KBrO_3-H_2SO_4(体系A)及间苯二酚-KBrO_3-H_2SO_4-MnSO_4(体系B)的化学振荡现象. 得出了两振荡体系的诱导期及振荡周期与反应物起始浓度及温度关系的经验方程.间苯二酚在诱导期结束时全被氧化, 它不是参与振荡的物质. 体系B在低Mn~(2+)浓度下可呈现双振荡现象, 即第一类振荡结束后, 经一段非振荡时间再产生第二类振荡. 两类振荡的特征不同. 第一类振荡与体系A的振荡行为基本相似. 第二类振荡的各个周期随c_M 减小而缩短,最后趋于相同; 随c_K、c_H增大而减小, 最后各自趋于一致. 但周期与c_R基本无关. 第二类振荡出现周期双单调变化现象, 它补充与支持了文献[1]中的提法. 当Mn~(2+)浓度增高到一定程度后, 双振荡现象消失, 仅产生一种振荡. 体系B是产生双振荡现象的典型事例之一.     

中药板蓝根的化学振荡指纹图谱研究

采用振荡技术,研究了中草药及中成药板蓝根-丙酮-溴酸钾-硫酸锰-硫酸的振荡反应新体系的振荡指纹图谱.测定了不同浓度,不同温度下板蓝根的振荡反应图谱,得到了不同温度、浓度下的反应诱导期、振荡周期及振荡寿命,得出诱导期表观活化能Ein=135.054kJ/mol,振荡周期平均活化能Ep=71.802kJ/mol;初步研究此...     

氟离子-乳酸-丙酮-Mn^2＋-BrO3^——H2SO4振荡反应及其在分析中的应用

氟离子对乳酸-丙酮-Mn2+-BrO-3-H2SO4化学振荡反应的周期和振幅有显著的影响,F-的浓度在8.00×10-5～1.00×10-3 mol·L-1范围内与振荡反应周期的改变值△tp和振幅的改变值△H均有良好的线性关系,是一线性范围宽、灵敏度高的动力学分析测试体系.获得振荡反应诱导期、周期的表观活化参数Ein、Ep分别为55.71 kJ·mol-1、67.41 kJ·mol-1,探索了该振荡体系可能的反应机理.     

金属离子与卟啉的嵌入反应动力学研究 4: Cu(II)Tβ-N-EAESPyP^4^+生成反应中的动力学盐效应

在不同离子强度的高氯酸钠水溶液中, 用分光光度法测量自由卟啉H2Ts-n-EAESPyPBr4(简记为H2P^4^+)与Cu(II)离子的配位反应动力学, 探讨高氯酸钠对Cu(II)离子嵌入自由卟啉反应的催化本质。在给定条件下, 高氯酸根与自由卟啉的缔合数n为1; 缔合平衡常数Ko=3.70±0.42dm^3.mol^-^1。配位反应实验动力学方程为d[Cu(II)P^4^+/dt=5.55×10^5γCu^2^+γH2P^4^+γ^8ClO4^-[ClO4^-]^3[Cu^2^+][H2P]总/(1.00+10^2^.^0^2{H^+}+10^4^.^3^6{H^+}^2, 反应的活化能E=53.30kJ.mol^-^1,活化焓变△H≠=50.31kJ.mol^-^1, 活化熵变△S≠=-77.65J.mol^-^1.K^-^1。提出了金属卟啉生成反应中的ClO4^-催化卟啉环变形的反应机理。     

肽链体系中的长程电子转移: 酪氨酸与色氨酸间电子转移的理论研究

用电子转移的半经典模型和量子化学半经验方法对色氨酸-酪氨酸二肽体系进行电子转移动力学参数计算.用AM1方法分别优化给体、受体和桥体几何构型,用线性反应坐标的构造了给体和受体分子间电子转移的双势阱,得到两透热势能面交叉处的反应坐标为R=(约等于)0.10,并确定了反应的内重组能及反应热.对色氨酰酪氨酸和酪氨酰色氨酸体系进行闭壳层HF自洽场计算,按Koopmans定理计算体系分子轨道分裂能值A(三角形),在R约为0处发现了A(三角形)的极小值,从而获得色氨酰酪氨酸及酪氨酰色氨酸体系分子内电子转移的电子转移矩阵元V~D~A分别为0.96kJ.mol^-^1和0.87kJ.mol^-^1.采用Marcus双球模型估算反应的溶剂重组能为64.60kJ.mol^-^1。     

高铝MAP沸石的非自发结晶动力学研究

在强碱性水溶液体系中,以水玻璃为硅源,以铝酸钠为铝源,在类质同晶高硅P沸石晶种导向作用下,反应物中自发生成的A型沸石可转晶为纯相高铝MAP沸石。升高反应温度有利于提高产物的结晶度。由不同温度下的晶化曲线计算出MAP沸石表观生长活化能为59.6kJ.mol^-^1。不用晶种时,同一反应物体系结晶产物为单一的A型沸石。在该反应物体系中,A型沸石的成核活化能与生长活化能分别为40.3和50.7kJ.mol^-^1。MAP高的生长活化能以及A型沸石相对低的成核与生长活化能揭示合成MAP沸石时使用晶种的原因。     

五氧化二氮和水反应的从头算研究

在臭氧空洞形成过程中,极地云是一个重要的条件。为了理解极地云的形成和性质,采用不同水平的从头计算方法对N~2O~5+H~2O→2HNO~3反应进行了理论研究。在QCISD(T)//MP2/6-311G(d,p)理论水平上,该气相反应的焓变△H^0=-39.5kJ·mol^-^1,自由能变化△G^0=-36.1kJ/mol,活化能E~a=88.2kJ·mol^-^1(298K)。计算的结果与五氧化二氮易潮解的性质相符。     

电子转移反应O~2+O~2^.^-→O~2^.^-+O~2的从头算研究

利用abinitio方法,在UHF,UMP2及不同基组3-21G,6-31G^*,6-311+G^*和UMP2(full)/6-311+G^*水平上,研究了O~2/O~2^.^-自交换电子转移反应。优化了电子转移前后反应物和产物的结构,研究了体系能量的变化,计算了自交换电子转移反应的内重组能。对UHF方法和UMP2方法的计算结果进行了比较,并与实验结果进行了对照。结果表明UHF方法由于没有考虑组态相互作用,计算结果存在较大偏差,UMP2(full)/6-311+G^*水平上的计算结果与实验值吻合较好。在UMP2(full)/6-311+G^*水平上计算了气相自交换电子转移反应速率常数。在优化了电子转移复合物结构的基础上考虑了溶剂效应的影响,计算了水溶液中的溶剂重组能。研究结果表明O~2/O~2^.^-体系电子转移反应的活化能主要来源于溶剂重组能的贡献。最后计算了该反应在水溶液中的反应速率常数。理论计算结果与实验值吻合得很好。     

F与自由基CH~2OH反应理论研究

用量子化学从头计算法对氟原子与羟亚甲基CH~2OH在势能面上的反应进行了研究。采用G2(MP2,SVP)理论计算出了热能面上各驻点物种的构型参数、振动频率和能量。结果表明:F与CH~2OH反应首先通过H转移形成甲基,然后甲基旋转,再通过甲基中一个H与F结合,最后产生HF和CH~2O。计算出反应热为455.9kJ.mol^-^1,与实验值439kJ.mol^-^1符合较好。另外对前人红外吸收光谱研究中没有观测到CHOH提出了可能解释。     

新不对称偶氮羧衍生物的合成及其与钙离子的β型显色反应

我们合成了五种新的不对称偶氮羧衍生物,并研究了它们与钙离子之间的一种特殊反应-β型反应,考察了试剂分子结构与反应性能的关系。着重探讨了对羧基偶氮羧与钙离子的β型反应行为,在柠檬酸介质中,钙离子与该试剂形成组成比为1:2的灵敏的稳定配合物,最大吸收波长为718nm(Δλ=157nm),表观摩尔吸光系数ε=1.51×10^5L.mol^-^1.cm^-^1,测定条件下,1-13μgCa/25mL符合Beer定律,采用小体积显色,反应可在15分钟内进行完全,配合物可稳定4小时不变。动力学研究结果表明,对羧基偶氮羧与钙离子只发生β型反应,反应级数为2。     

1-苯基-3-甲基-4-苯甲酰吡唑啉酮-5萃取镓的研究

首次报道了1-苯基-3-甲基-4-苯甲酰吡唑啉酮-5(HPMBP)萃取镓的热力学和动力学, 指出在体系中形成Ga(PMBP)3(H2O)2萃合物, 配体PMBP既有一次溶剂化作用, 又有二次溶剂化作用, 并得到红外光谱和核磁共振谱的证实。镓的萃取过程为水相化学反应控制, 决速步骤为一次溶剂化过程: Ga^3^++HPMBP→Ga(PMBP)^2^++H^+。添加剂三辛基氧化膦(TOPO)不影响HPMBP萃取镓的分配比, 但降低了HPMBP萃取镓的正向速率, 表明动力学抑萃作用与热力学抑萃作用无对应关系。     

纳米晶稀土复合氧化物Dy~1~-~xSr~xCoO~3~-~y 3: 固相反应 动力学的研究

依据固相反应动力学模型,研究了纳米晶Dy~1~-~xSr~xCoO~3~-~y的固相反应过程。结果表明,纳米晶稀土复合氧化物Dy~1~-~xSr~xCoO~3~-~y的固相反应是扩散控制过程,反应活化能为120kJ.mol^-^1,从823-973K温度,其反应速率常数在0.302×10^-^6～4.50×10^-^6之间。通过固相反应在700℃获得了粒径在5-15nm的纳米晶粉体,这源于纳米晶的表面和界面效应。     

甲氰菊酯的热容及热力学性质的研究

采用精密自动绝热量热测量了自已合成并提纯到0.9916(摩尔分数)的甲氰菊酯在80~400K温区的热容.在此温区发现一固液熔化相变.其熔化温度、摩尔熔化焓、摩尔熔化熵分别为:(322.476^+~-0.012)K,(18.57^+~-0.29)kj.mol^-^1,(57.59^+~-1.01)J.K^-^1.mol^-^1.报道了该物质每隔5K的热力学函数值,用热重法研究了该化合物的热分解,对试样的化学纯度进行了量热研究。     

温度对贮氢合金MINi~3~.~7~5Co~0~.~6~5Mn~0~.~4Al~0~.~2动力学性能的影响

在-20℃～85℃的范围内系统地研究了温度对贮氢合金MINi~3~.~7~5Co~0~.~6~5Mn~0~.~4Al~0~.~2动力学性能的影响。结果表明：该贮氢合金电极的电化学反应电阻R~t,欧姆内阻R~0,阴极极化过电位,阳极极化过电位,阳极极化过程中的电化学反应过电位η~a和浓差极化过电位η~c均随温度的升高而减小,该电极的交换电流密度i~0,对称因子β和电极中氢的扩散系数D随温度的升高而增大。当放电电流密度较低时,电化学反应是整个电极过程的速度控制步骤;当放电电流密度较高时,氢的扩散是整个电极过程的速度控制步骤;在中等放电电流密度下,电极过程由电化学过程和氢的扩散过程混合控制。该电极中电化学反应过程和氢扩散过程的活化能分别为28.1kJ.mol^-^1和19.9kJ.mol^-^1。