Растворимость в четверной системе на основе фуллеренола и водных растворов хлоридов неодима и празеодима
ВВЕДЕНИЕ
Фуллерены – класс молекул, которые представляют собой одну из форм существования углерода; обычно представляют собой шарообразные молекулы C60 или молекулы C70.Водорастворимые формы производных фуллеренов могут находить самое широкое применение в машиностроении, строительстве, медицине и фармакологии (вследствие хорошей совместимости с водой, физиологическими растворами, кровью, лимфой, желудочным соком и т.д.), косметологии. Это обуславливает особый интерес к доступным и простым методам синтеза водорастворимых фуллеренов в промышленном масштабе.Несмотря на то, что легкие фуллерены (С6о и С70) имеют в настоящее время большой потенциал применения в самых различных областях науки и техники их использование зачастую тормозится практически полной несовместимостью с водой и водными растворами. В этой связи актуальным является разработка новых технологически доступных методов функционализации углеродных наноструктур и исследование возможностей их практического применения.
Содержание
ВВЕДЕНИЕ
АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР
1Фуллерены
1.1История открытия и общие сведения
1.2 Методы получения фуллеренов
1.2Методы выделения и разделения фуллеренов
1.4 Химические свойства фуллеренов
1.5 Применение фуллеренов
2 Водорастворимые производные фуллеренов
2.1 Общие сведения о фуллереноле
2.2 Области применения фуллеренолов
1 Методы термодинамического расчета фазовых равновесий в многокомпонентных водно-солевых системах
1.1 Общие принципы термодинамического расчета фазовых равновесий в многокомпонентных системах
1.2 Методы расчета коэффициентов активности в растворах электролитов
1.3 Алгоритм расчета диаграмм растворимости
ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ РАБОТЫ
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
1 Материалы и реактивы
2 Приборы и оборудование
3 Приготовление раствора ЭДТА (С = 0,025 моль/дм3)
4 Приготовление ацетатного буферного раствора с pH = 5,56
5 Калибровка лабораторной посуды
6 Синтез хлорида неодима NdCl3
7 Синтез хлорида празеодима PrCl3
8 Определение количества кристаллизационной воды в кристаллогидрате PrCl3∙7H2O весовым методом
9 Определение количества кристаллизационной воды в кристаллогидрате NdCl3∙6H2O весовым методом
10 Идентификация исследуемых веществ
10.1 Фуллеренол С60(ОН)22-24
11 Методика экспериментов
11.1 Определение концентрации вещества методом калибровочного графика
11.2 Определение концентрации вещества титриметрическим методом
12 Определение растворимости в двойных системах
12.1 Определение растворимости в двойной системе PrCl3-H2O
12.2 Определение растворимости в двойной системе NdCl3-H2O
13 Изучение растворимости исследуемых веществ в тройных системах
13.1 Система NdCl3 – PrCl3– H2O при 25 ̊С
13.2 Система фуллеренол-d – PrCl3– H2O
13.3 Система фуллеренол-d – NdCl3– H2O
14 Изучение растворимости исследуемых веществ в четверной системе
ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
Kalinin, Y. K. Shungita ecological potential. Shungites and human safety / Y. K. Kalinin. // PRC. - 2007. - P. 5-10.
Solid C60: A new form of carbon / W. Kratschmer // Nature. - 1990. - V. 347 (6291). - P. 354-359.
Kikuchi, K. C82 carbon cluster and its production // Патент Японии JP 05,058,609. C01B31/00 (09.03.93).
Латыпов, З. З. Фуллерены и углеродные нанокластеры / З.З. Латыпов, Л.Н. Галль // НП. - 2005. - Т. 1, №2. – С.84-86.
Latypov, Z.Z. Fullerenes and Atomic Clusters / Z.Z. Latypov // Book of atomic clusters. - 2003. - P. 50.
Пат. США US 5,904,852. B01D15/08 (18.05.99) / Process for purifying fullerenes / J. M. Tour
Solubility of C60 in alcohols and alkanes / D. Heyman // Carbon. - 1996. - V. 34 (5). - P. 627-631.
Fast one-step separation and purification of buckminsterfullerene, C60, from carbon soot / K. Chatterjee // J. Org. Chem. - 1992. - V. 57 (11). - P. 325-329.
Lorents, D. C. Process and apparatus for producing and separating fullerenes // Патент США US 5,304,366. C01B31/02 (19.04.94).
Пат. Японии JP 05,129,121. H01F1/10.25.05.93. / M. Ata / Alkali metal-bonded fullerene magnetic material
Пат. Японии JP 06,273,811 [94,273,811]. G02F1/35.30.09.94. / Opto-electronic functional material and production of thin film of the same / K. Hamano
Пат. США US 5,331,183. H01L 029/28.19.07.94. // Conjugated polymer-acceptor heterojunctions; diods, photodiods, and photovoltaic cells / N. S. Sariciftci
Пат. Канады CA 2,059,185. H01L31/0216.30.03.99. / Process and apparatus for production of diamond-like carbon films / R. Prince
Пат. США US 5,234,474. C10L1/22.10.08.93. / Fuel composition comprising fullerenes / C.J. Whewell
Пат. Японии JP 05,270,801. C01B3/00.19.10.93. / Hydrogen occlusion body / K. Shigematsu
Medicinal applications of fullerenes. / R. Bakry, R. M. Vallant // Int. J. Nanomedicine. - 2007; - V. 2(4): - P. 639-49.
Аспирант Е.Г. Гальперн и его научный руководитель Д.А. Бочвар приступили к этой работе. Она началась с исследования стабильности молекулы C20, имеющей форму додекаэдра, которая называлась карбо-додекаэдром. Однако размер такой молекулы мал, что изначально ограничивает возможность внедрения в нее атомов металла. Кроме того, результаты расчета показали, что такая структура должна быть нестабильной. Работа остановилась. Сотрудник ИНЭОС РАН И.В. Станкевич, бывший заядлым футболистом, предложил другую возможную замкнутую структуру из углерода C60, имеющую симметрию усеченного икосаедра - футбольного мяча. Квантово-химический расчет молекулы такого размера был очень сложен для компьютеров того времени, однако он был проведен и показал, что молекула C60 является стабильной. К большому сожалению, Бочвару, Гальперн и Станкевичу не удалось убедить химиков-экспериментаторов синтезировать эту структуру и вплоть до открытия фуллерена Крото, Керлом и Смоллей эта структура считалась теоретической выдумкой.В самом общем виде молекулы фуллеренов представляют собой многогранник, построенный из многоугольников двух видов: шестиугольников и пятиугольников. Вершины всех многоугольников - атомы углерода. В углеродном каркасе атомы углерода характеризуются sp2 -гибридизацией, причем каждый атом углерода связан с тремя соседними атомами.