稀土高氯酸盐-谷氨酸配合物[Pr2(L-α-Glu)2(ClO4)(H2O)7](ClO4)3•4H2O的低温热容和热化学研究

合成了一种稀土高氯酸盐-谷氨酸配合物. 经TG/DTG、化学和元素分析、FTIR及与相关文献对比, 确定其组成为[Pr₂(L-α-Glu)₂(ClO₄)(H₂O)₇](ClO₄)₃•4H₂O, 纯度为99.0%以上. 利用显微熔点仪分析发现其没有熔点. 在78～370 K温区, 用精密绝热量热仪测量其低温热容, 在285～306 K温区发现一明显吸热峰, 归结为固-固相变过程. 通过相变温区三次重复热容测量, 得到相变温度T_tr、相变焓Δ_trH_m和相变熵Δ_trS_m分别为(297.158±0.280) K, (12.338±0.016) kJ•mol^－1和(41.520±0.156) J•K^－1•mol^－1. 用最小二乘法将非相变温区的热容对温度进行拟合, 得到了热容随温度变化的两个多项式方程. 用此方程进行数值积分, 得到每隔5 K的舒平热容值和相对于273.15 K的热力学函数值. 根据TG/DTG结果, 推测了该配合物的热分解机理. 依据Hess定律, 选择1 mol•dm^－3盐酸为量热溶剂, 利用等温环境溶解-反应量热计, 测定了该配合物的标准摩尔生成焓为: Δ_fH_m⁰＝－(7223.1±2.4) kJ•mol^－1.     

稀土高氯酸盐-缬氨酸配合物[Sm2(L-α-Val)4(H2O)8](ClO4)6的低温热容和热化学研究

以高氯酸钐和缬氨酸为原料在蒸馏水中合成了一种稀土高氯酸盐-缬氨酸配合物[Sm2(L-α-Val)4(H2O)8](ClO4)6.利用TC/DTG、化学和元素分析、FTIR等技术表征了配合物的结构,确定其组成为:[Sm2(L-αVal)4(H2O)8](ClO4)6.用精密绝热量热仪测量了它在78～371 K 温区的热容,用最小二乘法将该温区的热容对温度进行拟合,得到了热容随温度变化的多项式方程.用此方程进行数值积分,得到每隔5 K的舒平热容值和相对于298.15 K的热力学函数值.根据TG/DTG结果,推测了该配合物的热分解机理.另外,依据Hess定律,通过设计合理的热化学循环,利用等温环境溶解-反应热量计分别测量量热反应的反应物和产物在所选溶剂中的溶解焓,从而确定反应的反应焓为:△rHθm=(24.83:±0.85)kJ·mol-1.最后,利用反应的反应焓和其它反应物和产物已知的热力学数据计算出配合物的标准摩尔生成焓为:-(8010.01±3.90)kJ·mol-1.     

稀土高氯酸盐-谷氨酸配合物[Pr2(L-α-Glu)2(ClO4)(H2O)7](ClO4)3•4H2O的低温热容和热化学研究

合成了一种稀土高氯酸盐-谷氨酸配合物. 经TG/DTG、化学和元素分析、FTIR及与相关文献对比, 确定其组成为[Pr₂(L-α-Glu)₂(ClO₄)(H₂O)₇](ClO₄)₃•4H₂O, 纯度为99.0%以上. 利用显微熔点仪分析发现其没有熔点. 在78～370 K温区, 用精密绝热量热仪测量其低温热容, 在285～306 K温区发现一明显吸热峰, 归结为固-固相变过程. 通过相变温区三次重复热容测量, 得到相变温度T_tr、相变焓Δ_trH_m和相变熵Δ_trS_m分别为(297.158±0.280) K, (12.338±0.016) kJ•mol^－1和(41.520±0.156) J•K^－1•mol^－1. 用最小二乘法将非相变温区的热容对温度进行拟合, 得到了热容随温度变化的两个多项式方程. 用此方程进行数值积分, 得到每隔5 K的舒平热容值和相对于273.15 K的热力学函数值. 根据TG/DTG结果, 推测了该配合物的热分解机理. 依据Hess定律, 选择1 mol•dm^－3盐酸为量热溶剂, 利用等温环境溶解-反应量热计, 测定了该配合物的标准摩尔生成焓为: Δ_fH_m⁰＝－(7223.1±2.4) kJ•mol^－1.     

烟酸钠Na(C6H4NO2)(s)的低温热容和热化学

选择分析纯烟酸和无水醋酸钠作为反应物, 用室温固相合成方法合成了无水烟酸钠. 利用FTIR和X射线粉末衍射等方法进行了表征, 利用化学分析和元素分析确定其组成为Na(C6H4NO2). 用精密自动绝热热量计测量其在78~400 K温度区间的低温热容. 研究结果表明, 该化合物在此温度区间无热异常现象发生. 用最小二乘法将实验摩尔热容对温度进行拟合, 得到热容随温度变化的多项式方程. 用此方程进行数值积分, 得到在此温度区间每隔5 K的舒平热容值和相对于298.15 K时的热力学函数值. 在此基础上, 通过设计合理的热化学循环, 选用1 mol/L NaOH溶液作为量热溶剂, 利用等温环境溶解-反应热量计分别测得固相反应的反应物和产物在所选溶剂中的溶解焓, 得到固相反应的反应焓. 最后, 计算出无水烟酸钠的标准摩尔生成焓为: ΔfHm0[Na(C6H4NO2), s]=-(548.96±1.11) kJ/mol.     

邻苯二甲酸氢铵NH4(C8H5O4)(s)的低温热容和热化学研究

选择分析纯邻苯二甲酸和浓氨水为反应物,合成了邻苯二甲酸氢铵.利用元素分析、FTIR和X-射线粉末衍射技术表征了它的组成和结构.用精密自动绝热热量计测定了它在78～400 K温区的摩尔热容,将该温区的摩尔热容实验值用最小二乘法拟合,得到摩尔热容(Cp,m)随折合温度(X)变化的多项式方程,利用此方程计算出该温区内每隔5 K的舒平热容值和相对于298.15K的各种热力学函数值.另外,依据Hess定律,通过设计合理的热化学循环,利用等温环境溶解-反应热量计分别测定所设计反应的反应物和产物在所选溶剂中的溶解焓,得到该反应的反应焓为△rHθm=(1.787±0.514)kJ·mol-1.最后,利用此反应焓和反应中其他物质的热力学数据计算出邻苯二甲酸氢铵的标准摩尔生成焓为:△fHθm[NH4(C8H5O4),s]=-(912.953±0.628)kJ·mol-1.     

稀土配合物[Pr(C3H7NO2)2(C3H4N2)(H2O)](ClO4)3的标准生成焓及热分解动力学研究

合成了高氯酸镨和咪唑(C₃H₄N₂), DL-α-丙氨酸(C₃H₇NO₂)混配配合物晶体. 经傅立叶变换红外光谱、化学分析和元素分析确定其组成为[Pr(C₃H₇NO₂)₂(C₃H₄N₂)(H₂O)](ClO₄)₃. 使用具有恒温环境的溶解-反应量热计, 以2.0 mol•L^－1 HCl为量热溶剂, 在T＝(298.150±0.001) K时测定出化学反应PrCl₃•6H₂O(s)＋2C₃H₇NO₂(s)＋C₃H₄N₂(s)＋3NaClO₄(s)＝[Pr(C₃H₇NO₂)₂(C₃H₄N₂)(H₂O)](ClO₄)₃(s)＋3NaCl(s)＋5H₂O(1)的标准摩尔反应焓为Δ_rH_m^ө＝(39.26±0.11) kJ•mol^－1. 根据盖斯定律, 计算出配合物的标准摩尔生成焓为Δ_fH_m^ө{[Pr(C₃H₇NO₂)₂(C₃H₄N₂)(H₂O)](ClO₄)₃(s), 298.150 K}＝(－2424.2±3.3) kJ•mol^－1. 采用TG-DTG技术研究了配合物在流动高纯氮气(99.99%)气氛中的非等温热分解动力学, 运用微分法(Achar-Brindley-sharp和Kissinger法)和积分法(Satava-Sestak和Coats-Redfern法)对非等温动力学数据进行分析, 求得分解反应的表观活化能E＝108.9 kJ•mol^－1, 动力学方程式为dα/dt＝2(5.90×10⁸/3)(1－α)[－ln(1－α)]^－1exp(－108.9×10³/RT).     

稀土配合物[Pr(C3H7NO2)2(C3H4N2)(H2O)](ClO4)3的标准生成焓及热分解动力学研究

合成了高氯酸镨和咪唑(C₃H₄N₂), DL-α-丙氨酸(C₃H₇NO₂)混配配合物晶体. 经傅立叶变换红外光谱、化学分析和元素分析确定其组成为[Pr(C₃H₇NO₂)₂(C₃H₄N₂)(H₂O)](ClO₄)₃. 使用具有恒温环境的溶解-反应量热计, 以2.0 mol•L^－1 HCl为量热溶剂, 在T＝(298.150±0.001) K时测定出化学反应PrCl₃•6H₂O(s)＋2C₃H₇NO₂(s)＋C₃H₄N₂(s)＋3NaClO₄(s)＝[Pr(C₃H₇NO₂)₂(C₃H₄N₂)(H₂O)](ClO₄)₃(s)＋3NaCl(s)＋5H₂O(1)的标准摩尔反应焓为Δ_rH_m^ө＝(39.26±0.11) kJ•mol^－1. 根据盖斯定律, 计算出配合物的标准摩尔生成焓为Δ_fH_m^ө{[Pr(C₃H₇NO₂)₂(C₃H₄N₂)(H₂O)](ClO₄)₃(s), 298.150 K}＝(－2424.2±3.3) kJ•mol^－1. 采用TG-DTG技术研究了配合物在流动高纯氮气(99.99%)气氛中的非等温热分解动力学, 运用微分法(Achar-Brindley-sharp和Kissinger法)和积分法(Satava-Sestak和Coats-Redfern法)对非等温动力学数据进行分析, 求得分解反应的表观活化能E＝108.9 kJ•mol^－1, 动力学方程式为dα/dt＝2(5.90×10⁸/3)(1－α)[－ln(1－α)]^－1exp(－108.9×10³/RT).     

[Gd2(Gly)6(H2O)4](ClO4)6(H2O)5的合成、晶体结构与热化学研究

利用微波技术合成了配合物[Gd₂(Gly)₆(H₂O)₄](ClO₄)₆(H₂O)₅, 进行了化学成分分析、红外表征和热重分析. 应用X衍射仪测定其晶体结构, 该晶体为一维链结构, 属三斜晶系, P 空间群, 晶胞参数: a＝1.1569(17) nm, b＝1.4138(2) nm, c＝1.5642(2) nm, α＝96.910(2)°, β＝102.735(2)°, γ＝105.512(2)°, V＝2.3606(6) nm³, Z＝2, D_c＝2.144 g•cm^－3. 采用精密溶解-反应量热计, 通过设计热化学循环, 计算出了该配合物的标准摩尔生成焓为 －(7960.73±3.23) kJ•mol^－1.     

稀土-天冬氨酸-咪唑配合物Sm2(Asp)2(Im)6(ClO4)6.6H2O的特殊低温相变和热力学性质

合成了标题配合物,测定了其晶体在80~385 K温度范围的等压摩尔热容,低温区间的绝热量热和差示扫描量热均发现配合物在220K和245K附近存在固-固相转变,推测其机理可能是配合物中高氯酸根的重取向运动不同阶段所造成;根据实验热容数据和热力学公式,计算出配合物在80~385 K温度区域内相对于298.15K的标准热力学函数[HT-H298.15]和[ST-S298.15],根据热容测定数据计算出该相变的焓变和熵变。用热重法检测了配合物的热稳定性并推测其热分解机理。这两个低温区相变过程的发现,使开发此类配合物作为新低温相变材料成为可能。     

氯化钐与甘氨酸配合物Sm(Gly)2Cl3·3H2O热化学研究

A complex of samarium with glymine， [Sm(Gly)₂Cl₃·3H₂O]， was synthesized and characterized by DSC， TG and DTG. A possible mechanism of thermal decomposition of this complex was suggested. The heat capacities of the complex were measured by a precision adiabatic calorimeter over the temperature range from 82 to 375 K. The solution enthalpies of reactants [SmCl₃·6H₂O+2Gly] and the products [Sm(Gly)₂Cl₃·3H₂O+3H₂O] were determined by an isoperibel solution- reaction calorimeter at 298.15 K， respectively; the standard molar enthalpy of formation of [Sm(Gly)₂Cl₃·3H₂O] was calculated through a designed thermochemical cycle.     

配合物Zn(Met)SO4•H2O(s)的低温热容和标准摩尔生成焓

利用精密自动绝热热量计直接测定了配合物Zn(Met)SO₄•H₂O(s) 在78～370 K温区的摩尔热容. 通过热容曲线的解析得到该配合物的起始脱水温度为T₀＝329.50 K. 将该温区的摩尔热容实验值用最小二乘法拟合得到摩尔热容 (C_p,m)对温度(T)的多项式方程, 并且在此基础上计算出了它的舒平热容值和各种热力学函数值. 依据Hess定律, 通过设计热化学循环, 选择体积为100 cm³、浓度为2 mol•L^－1的盐酸作为量热溶剂, 利用等温环境溶解-反应热量计, 测定和推算出该配合物的标准摩尔生成焓为Δ_fH_m⁰＝－(2069.30±0.74) kJ•mol^－1.     

配合物Zn(Met)SO4·H2O(s)的低温热容和标准摩尔生成焓

利用精密自动绝热热量计直接测定了配合物Zn(Met)SO4·H2O(s)在78～370K温区的摩尔热容.通过热容曲线的解析得到该配合物的起始脱水温度为T0=329.50K.将该温区的摩尔热容实验值用最小二乘法拟合得到摩尔热容(Cp,m)对温度(T)的多项式方程,并且在此基础上计算出了它的舒平热容值和各种热力学函数值.依据Hess定律,通过设计热化学循环,选择体积为100cm3、浓度为2mol·L-1的盐酸作为量热溶剂,利用等温环境溶解-反应热量计,测定和推算出该配合物的标准摩尔生成焓为?fHms=-(2069.30±0.74)kJ·mol-1.     

Dy(Tyr)(Gly)3Cl3·3H2O的热化学和热分解动力学研究

以氯化镝、甘氨酸和L-酪氨酸为原料合成了配合物Dy(Tyr)(Gly)₃Cl₃·3H₂O. 用溶解-反应热量计测得配合物在298. 15K时的标准摩尔生成焓为–(4287. 10±2. 14) kJ / mol. 并用TG-DTG技术对配合物进行了非等温热分解动力学研究, 推断出配合物第二步热分解反应的动力学方程为: dα/dT＝3. 14 ×10²⁰ s^-1/βexp(-209. 37 kJ / mol /RT)(1-α)².     

八水氢氧化钡Ba(OH)2×8H2O(s)的低温热容和热力学性质

八水氢氧化钡Ba(OH)₂×8H₂O(s)因相变潜热大使其作为胶囊化相变储能材料的应用已受到人们的广泛关注, 但是其热力学性质数据依然缺乏. 本文利用精密自动绝热量热计准确测定了八水氢氧化钡Ba(OH)₂×8H₂O(s)在78－370 K温区的低温热容. 在热容曲线上发现在345－356 K温区有一个明显的吸热峰. 通过分析发现, 这个峰对应着样品的熔化和第一次脱水的焓变之和. 用最小二乘法将78－345 K和356－369 K两个温区的摩尔热容实验值分别拟合成了热容对温度的多项式方程. 通过在温区298－370 K内的三次重复热容测量，得到了相转变所对应的峰温、焓变和熵变分别为：(355.007 ± 0.076) K, (73.506 ± 0.011) kJ×mol^-1 and (207.140 ± 0.074) J×K^-1×mol^-1. 通过两个热容多项式方程的数值积分计算出了这个化合物的舒平热容值和相对于298.15 K的热力学函数,(H_T - H_298.15K) 和 (S_T - S_298.15K). 另外，利用DSC和TG-DTG技术对这个化合物的热分解行为进行了进一步的研究. 从实验结果的分析知, 这个化合物的相转变的潜热之所以变得比正常化合物的大, 主要原因是它融化过程中伴随着7 H₂O 和脱出.     

配合物Zn(Phe)(NO3)2·H2O(s)的低温热容和标准摩尔生成焓

利用精密自动绝热热量计直接测定了配合物Zn(Phe)(NO3)2·H2O(s) (Phe:苯丙氨酸)在78-370 K温区的摩尔热容. 通过热容曲线的解析得到该配合物的起始脱水温度为, T0=(324.27±0.37) K. 将该温区的摩尔热容实验值用最小二乘法拟合得到摩尔热容(Cp, m)对温度(T)的多项式方程, 并且在此基础上计算出了它的舒平热容值和各种热力学函数值. 依据Hess定律, 通过设计热化学循环, 选择体积为100 mL浓度为2 mol·L-1 的盐酸作为量热溶剂, 利用等温环境溶解-反应热量计分别测定混合物{ZnSO4·7H2O(s)+2NaNO3(s)+L-Phe(s)}和{Zn(Phe)(NO3)2·H2O(s)+Na2SO4(s)}的溶解焓为, ⊿dH0m,1 =(69.42±0.05) kJ·mol-1, ⊿dH0 m,2 =(48.14±0.04) kJ·mol-1, 进而计算出该配合物的标准摩尔生成焓为, ⊿fH0m =-(1363.10±3.52) kJ·mol-1. 另外, 利用紫外-可见(UV-Vis)光谱和折光指数(refractiveindex)的测量结果检验了所设计的热化学循环的可靠性.     

烟酸的低温热容和标准摩尔生成焓

利用精密自动绝热热量计测量了分析纯烟酸在78～400 K温区的低温热容. 用最小二乘法将实验摩尔热容对温度进行拟合, 得到了热容随温度变化的多项式方程. 用此方程进行数值积分, 得到在此温区每隔5 K的舒平热容值和相对于298.15 K时的热力学函数值. 利用精密静止氧弹燃烧热量计测定了烟酸在298.15 K时的恒体积燃烧能为 Δ_cU＝ －(24528.3±16.1) J•g^－1. 依据物质燃烧焓定义计算出烟酸的标准摩尔燃烧焓为: Δ_cH_m^o＝－(3019.05±1.98) kJ•mol^－1. 最后, 依据Hess定律计算出烟酸的标准摩尔生成焓为: Δ_fH_m^o＝－(56.76±2.13) kJ•mol^－1.     

Nd(Gly)2Cl3·3H2O和Pr(Ala)3Cl3·3H2O的热力学性质

利用精密自动绝热热量计测定了Nd(Gly)₂Cl₃·3H₂O在80-357K和Pr(Ala)₃Cl₃·3H₂O在80-374K温区的热容. 根据两个化合物的热容计算出了相对于参考温度298.15K的热力学函数(H_T?H_298.15)和(S_T?S_298.15). 根据热重(TG)分析结果, 提出了这两个稀土化合物可能的热分解机理. 利用溶解-反应恒温热量计测定相关化合物的溶解焓并设计盖斯热化学循环, 计算出了两个化合物的标准摩尔生成焓.     

无水烟酸钾的合成、表征及热化学

选择分析纯烟酸和无水醋酸钾为反应物, 利用室温固相合成方法, 合成了无水烟酸钾. 利用FTIR和X射线粉末衍射等方法表征了它的结构. 用精密自动绝热热量计测定了它在77～400 K温区的低温热容, 将该温区的摩尔热容实验值用最小二乘法拟合, 得到热容随温度变化的多项式方程. 用此方程进行数值积分, 得到此温区内每隔5 K的舒平热容值和相对于298.15 K时的各种热力学函数值. 在此基础上, 通过设计合理的热化学循环, 利用等温环境溶解-反应热量计分别测定固相反应的反应物和生成物在所选溶剂中的溶解焓, 从而得到该固相反应的反应焓为 (25.87±0.47) kJ•mol^－1. 最后, 依据Hess定律计算出烟酸钾的标准摩尔生成焓为 ＝－(560.57±1.09) kJ•mol^－1.     

无水苯甲酸锂的合成、结构表征及热化学研究

用分析纯苯甲酸和一水氢氧化锂作为反应物, 采用水热合成法制得苯甲酸锂. 利用X射线粉末衍射、FTIR、元素分析及化学分析等方法对样品进行组成和结构表征. 采用精密自动绝热热量计测量了其在80~400 K范围内的摩尔热容, 利用最小二乘法将此温区热容实验值对折合温度进行拟合, 得到热容随温度变化的多项式方程. 通过设计合理的热化学循环, 选用0.1 mol/L HCl溶液作为量热溶剂, 利用等温环境溶解-反应热量计分别测定合成反应的反应物和产物在所选溶剂中的溶解焓, 得到反应焓Δ_rH_m⁰=-(9.75±0.27) kJ/mol. 利用Hess定律计算出苯甲酸锂的标准摩尔生成焓Δ_fH_m⁰(C₆H₅COOLi, s)=-(307.82±0.57) kJ/mol.