稀散金属铟的离子液体EMIInCl4的热化学性质研究

在充满干燥氩气的手套箱中用直接混合等物质的量的EMIC(氯化1-甲基-3-乙基咪唑)和高纯无水InCl₃的方法, 制备了含稀散金属铟的离子液体EMIInCl₄. 在298.15 K下, 利用自行组装的具有恒温环境的溶解反应热量计, 测定了离子液体EMIInCl₄和EMIC在水中的反应溶解热, 并将这些实验数据按Pitzer方程作拟合, 分别得到了EMIInCl₄和EMIC的无限稀释摩尔溶解热Δ_sH_m⁰和Pitzer溶解焓参数. 根据溶解热和水化热数据, 估算了InCl₄^－(g)解离成In^3＋(g)和4Cl^－(g)的解离热, 还估算了反应: EMIC＋InCl₃→EMIInCl₄的摩尔反应热Δ_rH_m＝(－60.37±1.8) kJ•mol^－1. 在合成离子液体EMIInCl ₄中也观察到了放热现象, 这表明在合成过程中生成了InCl₄^－.     

稀散金属铟的离子液体EMIInCl4的热化学性质研究

在充满干燥氩气的手套箱中用直接混合等物质的量的EMIC(氯化1-甲基-3-乙基咪唑)和高纯无水InCl₃的方法, 制备了含稀散金属铟的离子液体EMIInCl₄. 在298.15 K下, 利用自行组装的具有恒温环境的溶解反应热量计, 测定了离子液体EMIInCl₄和EMIC在水中的反应溶解热, 并将这些实验数据按Pitzer方程作拟合, 分别得到了EMIInCl₄和EMIC的无限稀释摩尔溶解热Δ_sH_m⁰和Pitzer溶解焓参数. 根据溶解热和水化热数据, 估算了InCl₄^－(g)解离成In^3＋(g)和4Cl^－(g)的解离热, 还估算了反应: EMIC＋InCl₃→EMIInCl₄的摩尔反应热Δ_rH_m＝(－60.37±1.8) kJ•mol^－1. 在合成离子液体EMIInCl ₄中也观察到了放热现象, 这表明在合成过程中生成了InCl₄^－.     

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.     

离子液体C3MIBF4和C5MIBF4溶解焓的研究

在298.15 K下利用等温环境溶解反应热量计测定了离子液体C₃MIBF₄(四氟硼酸1-甲基-3-丙基咪唑)和C₅MIBF₄(四氟硼酸1-甲基-3-戊基咪唑)不同浓度水溶液的摩尔溶解焓(Δ_sH_m). 借助Pitzer电解质溶液理论, 得到了它们的标准摩尔溶解焓 和Pitzer焓参数: 和 , 并计算了表观相对摩尔焓. 根据Glasser理论计算了离子液体晶格能, 进而估算了离子液体C₅MIBF₄和C₃MIBF₄中正离子的水化焓分别为－171 kJ•mol^－1 (C₅MI^＋)和－207 kJ•mol^－1 (C₃MI^＋).     

离子液体C3MIBF4和C5MIBF4溶解焓的研究

在298.15 K下利用等温环境溶解反应热量计测定了离子液体C₃MIBF₄(四氟硼酸1-甲基-3-丙基咪唑)和C₅MIBF₄(四氟硼酸1-甲基-3-戊基咪唑)不同浓度水溶液的摩尔溶解焓(Δ_sH_m). 借助Pitzer电解质溶液理论, 得到了它们的标准摩尔溶解焓 和Pitzer焓参数: 和 , 并计算了表观相对摩尔焓. 根据Glasser理论计算了离子液体晶格能, 进而估算了离子液体C₅MIBF₄和C₃MIBF₄中正离子的水化焓分别为－171 kJ•mol^－1 (C₅MI^＋)和－207 kJ•mol^－1 (C₃MI^＋).     

Pitzer方程应用于离子液体[Cnmim][H2PO4](n= 3, 4, 5, 6)溶解焓研究

在298.15 K下,利用等温环境溶解反应热量计,测定了离子液体[C_nmim][H₂PO₄] (n= 3, 4, 5, 6) (1-烷基-3-甲基咪唑磷酸盐)在水中不同浓度的摩尔溶解热(Δ_solH_m),根据Pitzer电解质溶液理论计算得到了标准摩尔溶解焓(Δ_solH_m⁰)和Pitzer焓参数：β_MX^(0)L, β_MX^(1)L,和C^ϕL,并计算了表观相对摩尔焓。通过推导讨论,得到了离子液体[C_nmim][H₂PO₄](n= 3, 4, 5, 6)同系物每摩尔亚甲基对标准摩尔溶解焓的贡献。     

丙氨酸离子液体[C4mim][Ala]的热化学性质

在298.15 K下利用恒温环境溶解热量计测定了一系列含有已知微量水的1-丁基-3-甲基咪唑丙氨酸盐([C₄mim][Ala])离子液体(IL)不同浓度样品的摩尔溶解焓. 借助Debye-Hückel极限项, 用外推法确定了不同含水量的[C₄mim][Ala]样品的标准摩尔溶解焓[Δ_sH_m⁰(wc)]. 随着样品中水含量的增加, Δ_sH_m⁰(wc)的绝对值下降, 将Δ_sH_m⁰(wc)对含水量作图得到很好的直线, 其截距Δ_sH_m⁰(pure IL)=-60.74 kJ/mol, 可看作是不含水的[C₄mim][Ala]标准摩尔溶解焓的估算值. 利用精密氧弹热量计测定了[C₄mim][Ala]的燃烧热, 计算得到其标准摩尔生成焓Δ_fH_m⁰=(-675±11) kJ/mol.     

稀散金属化合物InCl3的热化学研究

摘要在298.150 K下, 利用具有恒温环境的溶解反应热量计测定了不同浓度的InCl3摩尔溶解热(ΔsHm), 根据Pitzer理论得到了InCl3的无限稀释摩尔溶解热(ΔsH∞m), 和Pitzer焓参数β(0)LMX及β(1)LMX, 计算了溶质的偏摩尔焓. 讨论了离子和溶剂之间的相互作用. 利用文献中的InCl3的晶格能和氯离子的水化热数据, 得到了InCl3和铟离子的水化热.     

1-乙基-3-甲基咪唑丙氨酸离子液体热力学性质的研究

用中和法合成了氨基酸离子液体1-乙基-3-甲基咪唑丙氨酸([C₂mim][Ala]),并利用恒温环境的溶解反应热量计,在(288.15±0.01) K-(308.15±0.01) K温度范围内每隔5 K,测定不同质量摩尔浓度离子液体在水中的溶解焓(Δ_solH_m^θ).根据Archer的方法,通过线性拟合得到了该离子液体的标准摩尔溶解焓(Δ_sol),并计算了其相对表观摩尔溶解焓(^ΦL).在298.15 K下,根据Glasser经验方法得到了格子能U_POT = 566 kJ·mol^-1,并计算了其阴阳离子水化焓值(ΔH⁺ + ΔH^-) = -620 kJ·mol^-1及阴离子水化焓ΔH^-([Ala]^-) = -387 kJ·mol^-1.此外,估算了[C₂mim][Ala]水溶液的热容(C_p(sol))和表观摩尔热容(^ΦC_p).     

过渡金属离子液体EMIFeCl3的性质研究

在干燥高纯氩气氛的手套箱内, 直接将摩尔比为1∶1的高纯无水FeCl3与氯化1-甲基-3-乙基咪唑(EMIC)混合, 得到棕色透明的离子液体EMIFeCl4. 在293.15~343.15 K温度范围内测定了该离子液体的密度和表面张力. 利用Glasser经验方程和空隙模型研究了EMIFeCl4的性质, 并与离子液体EMIAlCl4进行比较, 指出空隙模型具有一定的合理性.     

锌基离子液体BMIZn2Cl5的性质研究

合成了对水和空气均稳定的锌基离子液体五氯化二锌-1-甲基-3-丁基咪唑(BMIZn2Cl5). 在313.15～343.15 K温度范围内, 测定了离子液体BMIZn2Cl5的密度和表面张力. 拟合并估算了BMIZn2Cl5的恒压热胀系数和表面熵, 并根据Glasser理论和离子液体的空隙模型, 讨论了BMIZn2Cl5的热力学性质, 估算出其晶格能和标准熵 , 计算了离子液体的恒压热胀系数α, 与实验值基本一致, 说明了空隙模型的合理性. 并利用Kabo和Rebelo的方法估算了锌基离子液体BMIZn2Cl5的正常沸点, 蒸气压, 汽化焓( )等性质参数.     

铈和硫代脯氨酸、水杨酸三元配合物的热化学性质

用七水合氯化铈与硫代脯氨酸(C4H7NO2S)和水杨酸(C7H6O3)合成了三元固体配合物[Ce(C7H5O3)2(C4H6NO2S)]·2H2O。根据盖斯定律设计一个热化学循环,用恒温环境的溶解―反应量热法研究得到合成反应的标准反应焓为263.12±0.95 kJ/mol,进而算出配合物298.15 K时的标准摩尔生成焓为-2785.7±3.2 kJ/mol。     

乳酸配合物(NH4)2[Sr(C3H5O3)4]的晶体结构、Hirshfeld表面分析和溶液化学性质

合成了无水乳酸配合物(NH₄)₂[Sr(C₃H₅O₃)₄]。用X射线单晶衍射仪对该配合物的晶体结构进行了表征,确定了其组成、空间结构和配位方式。绘制了配合物的Hirshfeld表面和2D指纹图,揭示了分子间的相互作用以及该配合物具有多个配位位点和较强的配位活性。根据相关的晶体数据计算出了该配合物的晶格能及其对应阴离子的摩尔体积,计算得到该配合物的晶格能为2742.9 kJ·mol^-1。用等温环境反应-溶解量热计测量了该配合物在298 K超纯水溶剂中的溶解焓。根据Pitzer电解质溶液理论,在298 K下获得了该配合物的无限稀释摩尔溶解焓△_sH_m^∞和Pitzer参数,确定该配合物的△_sH_m^∞为(114.01±0.04) kJ·mol^-1。计算了该配合物的表观相对摩尔焓(^ΦL)以及不同浓度下溶质和溶剂的相对偏摩尔焓(L₁和L₂)。最后,根据晶格能和△_sH_m^∞设计了热化学循环,并计算出了阴离子的水合焓值。热重和微商热重曲线进一步揭示了该配合物的结构。     

乳酸配合物(NH4)2[Sr(C3H5O3)4]的晶体结构、Hirshfeld表面分析和溶液化学性质

合成了无水乳酸配合物(NH₄)₂[Sr(C₃H₅O₃)₄]。用X射线单晶衍射仪对该配合物的晶体结构进行了表征,确定了其组成、空间结构和配位方式。绘制了配合物的Hirshfeld表面和2D指纹图,揭示了分子间的相互作用以及该配合物具有多个配位位点和较强的配位活性。根据相关的晶体数据计算出了该配合物的晶格能及其对应阴离子的摩尔体积,计算得到该配合物的晶格能为2 742.9 kJ·mol^-1。用等温环境反应-溶解量热计测量了该配合物在298 K超纯水溶剂中的溶解焓。根据Pitzer电解质溶液理论,在298 K下获得了该配合物的无限稀释摩尔溶解焓Δ_sH_m^∞和Pitzer参数,确定该配合物的Δ_sH_m^∞为(114.01±0.04) kJ·mol^-1。计算了该配合物的表观相对摩尔焓(^ΦL)以及不同浓度下溶质和溶剂的相对偏摩尔焓(L₁和L₂)。最后,根据晶格能和Δ_sH_m^∞设计了热化学循环,并计算出了阴离子的水合焓值。热重和微商热重曲线进一步揭示了该配合物的结构。     

介质对配合物稳定性的影响──Ⅶ．Cu(CTS)2－－NaCl4－C2H5OH－H2O体系

用分光光度法于293±1K温度下测定了由二价阳离子Cu²⁺和高价阴离子(CTS)^4-(3,6-二磺酸根-1,8-二羟基萘酚)形成配阴离子Cu(CTS)^2-在乙醇-水混合溶剂中的稳定常数随离子强度的变化.溶剂中乙醇的重量百分数分别为0、10、20、30、40和50;每个混合溶剂中的离子强度均为0.1-3.0mol·dm^-3.分别用推广的Debye-Huckel方程^[1]和Pitzer方程^[2]计算了配离子的热力学稳定常数.发现对本体系Debye-Huckel方程完全不能适用,而基于Pitzer方程的多项式逼近法^[3]则可得到满意的结果.简单讨论了介质效应和配位反应的标准迁移自由能.     

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.     

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。     

四氯合锌酸正九烷铵的晶体结构及热化学性质

合成了四氯合锌酸正九烷铵复合物(C₉H₁₉NH₃)₂ZnCl₄(s) (C₉Zn(s)), 并使用X射线单晶衍射、化学分析以及元素分析确定了其晶体结构和化学组成. 利用其晶体学数据推导了C₉Zn(s)的晶格能U_POT=952.94 kJ·mol^-1. 在298.15 K下, 利用恒温环境溶解-反应热量计测定了C₉Zn(s)在不同质量摩尔浓度下的摩尔溶解焓. 在Pitzer电解质溶液理论基础上确定了C₉Zn(s)的无限稀释摩尔溶解焓Δ_sΗ_m^∞=20.09 kJ·mol^-1, 以及Pitzer焓参数组合(4β_C9H19NH3,Cl^(0)L+2β_Zn,Cl^(0)L+θ_C9H19NH3,Zn^L)和(2β_C9H19NH3,Cl^(1)L+β_Zn,Cl^(1)L)的值.