Фазові діаграми бінарних систем капронату кадмію з капронатами одно- і двовалентних металів

Методами диференційного термічного аналізу та поляризаційної політермічної мікроскопії досліджено фазові рівноваги в бінарних системах капронату кадмію з капронатами літію, натрію, калію, цинку і стронцію. У всіх системах утворюються граничні чи проміжні рідкокристалічні розчини смектичної А модифік...

Повний опис

Збережено в:

Бібліографічні деталі
Дата:	2012
Автори:	Асаула, В.М., Мирна, Т.А., Яремчук, Г.Г., Волков, С.В.
Формат:	Стаття
Мова:	Ukrainian
Опубліковано:	Інститут загальної та неорганічної хімії ім. В.І. Вернадського НАН України 2012
Назва видання:	Украинский химический журнал
Теми:	Неорганическая и физическая химия
Онлайн доступ:	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/187807
Теги:	Додати тег Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:	Фазові діаграми бінарних систем капронату кадмію з капронатами одно- і двовалентних металів / В.М. Асаула, Т.А. Мирна, Г.Г. Яремчук, С.В. Волков // Украинский химический журнал. — 2012. — Т. 78, № 12. — С. 83-86. — Бібліогр.: 8 назв. — укр.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	irk-123456789-187807
record_format	dspace
spelling	irk-123456789-1878072023-01-27T01:26:20Z Фазові діаграми бінарних систем капронату кадмію з капронатами одно- і двовалентних металів Асаула, В.М. Мирна, Т.А. Яремчук, Г.Г. Волков, С.В. Неорганическая и физическая химия Методами диференційного термічного аналізу та поляризаційної політермічної мікроскопії досліджено фазові рівноваги в бінарних системах капронату кадмію з капронатами літію, натрію, калію, цинку і стронцію. У всіх системах утворюються граничні чи проміжні рідкокристалічні розчини смектичної А модифікації. Встановлено, що індукування рідкокристалічної фази в бінарних системах з немезогенними капронатами літію та цинку відбувається внаслідок латентного мезоморфізму капронату кадмію. Визначено концентраційні інтервали утворення оптично ізотропних і анізотропних стекол. Методами дифференциального термического анализа и поляризационной политермической микроскопии исследованы фазовые равновесия в бинарных системах капроната кадмия с капронатами лития, натрия, калия, цинка и стронция. Во всех системах образуются граничные или промежуточные жидкокристаллические растворы смектической А модификации. Обнаружено индуцирование жидкокристаллической фазы в бинарных системах с немезогенными капронатами лития и цинка за счет скрытого мезоморфизма капроната кадмия. Определены концентрационные интервалы образования оптически изотропных и анизотропных стекол. Phase equilibriums in binary systems of cadmium capronate with lithium, sodium, potassium, zinc and strontium capronates have been studied by differential thermal analysis and polythermal polarizing microscopy. Limited or intermediate liquid crystalline solutions smectic A modification are formed in all binary systems. Mesophase induction has been appeared in binary systems with nonmesogenic capronates of lithium and zinc due to cadmium capronate potential mesomorphism. Concentration intervals of formation of optical isotropic and anisotropic glasses was established. 2012 Article Фазові діаграми бінарних систем капронату кадмію з капронатами одно- і двовалентних металів / В.М. Асаула, Т.А. Мирна, Г.Г. Яремчук, С.В. Волков // Украинский химический журнал. — 2012. — Т. 78, № 12. — С. 83-86. — Бібліогр.: 8 назв. — укр. 0041–6045 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/187807 532.783 : 541.48 uk Украинский химический журнал Інститут загальної та неорганічної хімії ім. В.І. Вернадського НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Ukrainian
topic	Неорганическая и физическая химия Неорганическая и физическая химия
spellingShingle	Неорганическая и физическая химия Неорганическая и физическая химия Асаула, В.М. Мирна, Т.А. Яремчук, Г.Г. Волков, С.В. Фазові діаграми бінарних систем капронату кадмію з капронатами одно- і двовалентних металів Украинский химический журнал
description	Методами диференційного термічного аналізу та поляризаційної політермічної мікроскопії досліджено фазові рівноваги в бінарних системах капронату кадмію з капронатами літію, натрію, калію, цинку і стронцію. У всіх системах утворюються граничні чи проміжні рідкокристалічні розчини смектичної А модифікації. Встановлено, що індукування рідкокристалічної фази в бінарних системах з немезогенними капронатами літію та цинку відбувається внаслідок латентного мезоморфізму капронату кадмію. Визначено концентраційні інтервали утворення оптично ізотропних і анізотропних стекол.
format	Article
author	Асаула, В.М. Мирна, Т.А. Яремчук, Г.Г. Волков, С.В.
author_facet	Асаула, В.М. Мирна, Т.А. Яремчук, Г.Г. Волков, С.В.
author_sort	Асаула, В.М.
title	Фазові діаграми бінарних систем капронату кадмію з капронатами одно- і двовалентних металів
title_short	Фазові діаграми бінарних систем капронату кадмію з капронатами одно- і двовалентних металів
title_full	Фазові діаграми бінарних систем капронату кадмію з капронатами одно- і двовалентних металів
title_fullStr	Фазові діаграми бінарних систем капронату кадмію з капронатами одно- і двовалентних металів
title_full_unstemmed	Фазові діаграми бінарних систем капронату кадмію з капронатами одно- і двовалентних металів
title_sort	фазові діаграми бінарних систем капронату кадмію з капронатами одно- і двовалентних металів
publisher	Інститут загальної та неорганічної хімії ім. В.І. Вернадського НАН України
publishDate	2012
topic_facet	Неорганическая и физическая химия
url	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/187807
citation_txt	Фазові діаграми бінарних систем капронату кадмію з капронатами одно- і двовалентних металів / В.М. Асаула, Т.А. Мирна, Г.Г. Яремчук, С.В. Волков // Украинский химический журнал. — 2012. — Т. 78, № 12. — С. 83-86. — Бібліогр.: 8 назв. — укр.
series	Украинский химический журнал
work_keys_str_mv	AT asaulavm fazovídíagramibínarnihsistemkapronatukadmíûzkapronatamiodnoídvovalentnihmetalív AT mirnata fazovídíagramibínarnihsistemkapronatukadmíûzkapronatamiodnoídvovalentnihmetalív AT âremčukgg fazovídíagramibínarnihsistemkapronatukadmíûzkapronatamiodnoídvovalentnihmetalív AT volkovsv fazovídíagramibínarnihsistemkapronatukadmíûzkapronatamiodnoídvovalentnihmetalív
first_indexed	2025-07-16T09:33:38Z
last_indexed	2025-07-16T09:33:38Z
_version_	1837795555392094208
fulltext	НЕОРГАНИЧЕСКАЯ И ФИЗИЧЕСКАЯ ХИМИЯ УДК 532.783 : 541.48 В.М.Асаула, Т.А.Мирна, Г.Г.Яремчук, С.В.Волков ФАЗОВІ ДІАГРАМИ БІНАРНИХ СИСТЕМ КАПРОНАТУ КАДМІЮ З КАПРОНАТАМИ ОДНО- І ДВОВАЛЕНТНИХ МЕТАЛІВ Методами диференційного термічного аналізу та поляризаційної політермічної мікроскопії дос- ліджено фазові рівноваги в бінарних системах капронату кадмію з капронатами літію, натрію, калію, цинку і стронцію. У всіх системах утворюються граничні чи проміжні рідкокристалічні розчини смек- тичної А модифікації. Встановлено, що індукування рідкокристалічної фази в бінарних системах з немезогенними капронатами літію та цинку відбувається внаслідок латентного мезоморфізму капро- нату кадмію. Визначено концентраційні інтервали утворення оптично ізотропних і анізотропних стекол. ВСТУП. У даний час проводиться інтенсив- ний пошук та дослідження властивостей нових композиційних матеріалів на основі полімерів, стекол та рідких кристалів, допованих наночас- тинками різноманітної природи [1]. Рідкі криста- ли привертають увагу дослідників можливістю використання їх в якості нанореакторів для одер- жання наночастинок бажаної форми та розміру. Алканоати металів є представниками йон- них металмезогенів, для яких характерно фор- мування термотропних і ліотропних смектич- них мезофаз, мезоморфних стекол. Системи на основі алканоатів металів є перспективними се- редовищами для одержання наночастинок різ- номанітної природи [2], а також для створення анізотропних матеріалів з особливими оптични- ми та нелінійно-оптичними властивостями для оптоелектроніки і лазерної техніки. Серед алканоатів металів найбільш низьки- ми температурами плавлення і здатністю до пе- реохолодження і стеклування володіють алкано- ати деяких двовалентних металів, такі як свинець та кадмій [3]. Проте в літературі відсутні дані про систематичне дослідження термофізичних вла- стивостей систем на основі алканоатів кадмію. Нами вивчено фазові діаграми бінарних си- стем немезоморфного капронату кадмію з капро- натами одно- та двовалентних металів з метою встановлення температурно-концентраційних об- ластей утворення рідких кристалів та стекол. Відомо [4, 5], шо алканоати двовалентних металів, зокрема кадмію, мають здатність до пе- реохолодження, яка повинна посилюватися при утворенні сумішей солей, особливо з асиметрич- но зарядженими катіонами. ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНА ЧАСТИНА . Капро- нати літію, натрію, калію і стронцію отримували шляхом взаємодії карбонатів металів із капро- новою кислотою в метанолі, а одержані солі пе- рекристалізовували із гарячого метанолу. Капро- нат цинку отримували шляхом взаємодії оксиду цинку із капроновою кислотою і багаторазово промивали метанолом. Капронат кадмію синте- зували по методиці, описаній у роботі [6]. Всі со- лі сушили у вакуумній шафі при 50 оС протягом однієї доби. Дані ІЧ-спектрів синтезованих солей свід- чили про відсутність у них води та карбонової кислоти. Зважені в необхідному мольному спів- відношенні компоненти ретельно механічно пе- ремішували і плавили в атмосфері аргону для за- побігання можливому розкладу зразків. Температури фазових рівноваг у бінарних системах вивчали методами політермічної поля- ризаційної мікроскопії і ДТА. Використовували дериватограф Паулік–Паулік–Ердей Q-1500 D (Угорщина) з платина-платинородієвою термо- парою, стандартна речовина Al2O3. Швидкість нагріву у всіх експериментах 2,5 град/хв. Поляризаційний мікроскоп Амплівал з на- грівним столиком застосовували для ідентифі- кації можливої мезофази, а також оцінки темпе- ратур фазових рівноваг: кристал—мезофази (Тпл) і мезофази—ізотропна рідина (Тпр). Температури фазових переходів синтезова- них у даній роботі індивідуальних солей добре © В.М .Асаула, Т.А.Мирна, Г.Г.Яремчук, С.В.Волков , 2012 ISSN 0041-6045. УКР. ХИМ . ЖУРН . 2012. Т. 78, № 12 83 узгоджуються із літературними даними [7, 8]. Так, капронат літію С5Н11СООLi плавиться при 279 оС без утворення мезофази. Капронати нат- рію (С5Н11СООNa) і калію (С5Н11СООK) плав- ляться з утворенням смектичної мезофази при 223 і 308 оС та переходять в ізотропну рідину при 366 і 452 оС відповідно. Капронат цинку пла- виться при 146 оС без утворення мезофази. Кап- ронат стронцію в літературі не описаний і за нашими даними плавиться при 186 оС з утво- ренням смектичної мезофази та переходить в ізо- тропну рідину при 253 оС. Капронат кадмію за нашими даними плавиться при 142 оС без утво- рення мезофази. Проте, згідно з правилом йон- ної мезогенності [2], він повинен володіти при- хованими мезоморфними властивостями. ОБГОВОРЕННЯ РЕЗУЛЬТАТІВ. На рис. 1–5 представлено фазові діаграми досліджених бі- нарних систем у режимі нагрівання, оскільки спо- стерігалось переохолодження та утворення сте- кол. У всіх системах виявлено існування рідко- кристалічної фази типу смектик А. На рис. 1 наведено діаграму фазових станів бінарної системи {x(C5H11COO)2Cd + (100 – x) (C5H11COOLi)}, яка свідчить про утворення при х = 20 % мол. інконгруентної сполуки імовірно- го складу (C5H11COO)2Cd⋅4(C5H11COOLi). Про- міжні рідкокристалічні розчини утворюються по евтектичній реакції між твердими фазами капро- нату кадмію та сполуки, що плавиться інконгру- ентно. Евтектична точка встановлена при 84 oС, х = 80 % мол., а перитектична точка — при 138 oС, х = 50 % мол. Особливістю даної бінарної си- стеми є те, що вона складається із двох немезо- морфних компонентів, з яких потенційно мезо- морфним є капронат кадмію. Як видно з рисун- ку, в системі існують дві метатектичні точки при 150 оС, х = 20 % мол. і при 136 оС, х = 96 % мол. відповідно. У даних інваріантних точках тверда фаза знаходиться в рівновазі з рідкими ізотроп- ною та рідкокристалічною фазами. При охоло- дженні утворюються мезоморфні стекла в концен- траційній області 70 < х ≤ 90 % мол. У системі {x(C5H11COO)2Cd + (100–x)(C5H11- COONa)} утворюється граничний рідкокриста- лічний розчин типу смектика А по евтектичній реакції між твердими фазами капронату кад- мію та інконгруентної сполуки при 78 оС, х =78 % мол. (рис. 2). Фазова діаграма свідчить про ут- Неорганическая и физическая химия Рис. 1. Діаграма фазових рівноваг бінарної системи {x (C5H11COO)2Cd + (100–x )(C5H11COOLi)}: ІР та РК — однофазні області ізотропного розплаву та рідко- кристалічних розчинів; 1 – (РК+KLi), 2 – (KLi+Kp), 3 – (PК+KP), 4 – (PК+KCd), 5 – (Kp+KCd), 6 – (КCd+ІР), 7 – (КLi+ІР) — двофазні області, де КLi , KCd — тверді фа- зи капронатів натрію та кадмію відповідно, Kр — твеp- да фаза сполуки, яка плавиться інконгруентно. Рис. 2. Діаграма фазових рівноваг бінарної системи {x (C5H11COO)2Cd + (100–x )(C5H11COONa)}: ІР та РК — однофазні області ізотропного розплаву та рідко- кристалічних розчинів (смектик А); 1 – (РК+KNa), 2 – (KNa+Kp), 3 – (PК+KP), 4 – (PК+KCd), 5 – ( Kp+ +KCd), 6 – (КCd+ІР) — двофазні області, де КNa , KCd — тверді фази капронатів натрію та кадмію, Kр — тверда фаза сполуки, яка плавиться інконгруентно, SNa — твердий розчин на основі капронату натрію. 84 ISSN 0041-6045. УКР. ХИМ . ЖУРН . 2012. Т. 78, № 12 ворення при х=20 % інконгруентної сполуки iмо- вірного складу (C5H11COO)2Cd⋅4(C5H11COONa). Пе- ритектична точка встановлена при 110 oС, х= =46 % мол. Для даної системи виявлено одну метатектичну інваріантну точку при 136 oС, х = = 96 % мол. Переохолодження та утворення оптично ані- зотропних стекол спостерігали в концентрацій- ному інтервалі 30 < х ≤ 90 % мол. На рис. 3 подано діаграму фазових рівно- ваг бінарної системи {x(C5H11COO)2Cd +(100– x)(C5H11COOK)}, яка свідчить про утворення двох інконгруентних сполук. Граничний рідкокриста- лічний розчин, визначений як смектик А, утворю- ється по евтектичній реакції між твердими фаза- ми капронату кадмію та інкогруентної сполуки KР2 при 81 oС, х=77 % мол. Сполуки Р1 і Р2 iмо- вірного складу (C5H11COO)2Cd⋅6(C5H11COOК) та 2(C5H11COO)2Cd⋅3(C5H11COOК) утворюються при х=15 % (Р1) та х=60 % (Р2), а дві перитектичні точки розташовані при 217 oС, х=38 % мол. та 119 oС, х=64 % мол. відповідно. Лінія просвітлен- ня мезофази перетинає криву плавкості в одній метатектичній точці при 134 oС, х=93 % мол. При охолодженні утворюються оптично анізо- тропні стекла в концентраційному інтервалі 40 < х ≤ 100 % мол. У системі {x (C5H 11COO)2Cd +(100–x )⋅ (C5H11COO)2Zn)} утворюється проміжний рід- кокристалічний розчин типу смектика А по ев- ктектичній реакції між вихідними сполуками та існує в концентраційному інтервалі 60 < x ≤ 100 % мол. (рис. 4). Евтектичну точку встановлено при 90 оС, х = 78 % мол. Лінія просвітлення мезофази перетинає кри- ву плавкості в двох метатектичних точках: при 106 оС, х = 67 % мол. та при 136 оС, х = 96 % мол. При охолодженні в системі утворюються опти- чно ізотропні стекла в концентраційному інтер- валі 60 < х ≤ 90 % мол. На рис. 5 наведено діаграму фазових рів- новаг бінарної системи {x(C5H11COO)2Cd +(100– x)(C5H11COO)2Sr)}. У системі утворюється гра- ничний рідкокристалічний розчин по евктекти- чній реакції між твердими фазами мезоморфно- го капронату стронцію та потенційно мезомор- фного капронату кадмію. Встановлено евтекти- чну точку при 92 оС, х = 78 % мол. Лінія про- світлення мезофази перетинає криву плавкості в точці метатектики при 136 оС, х =97 % мол. Переохолодження та утворення оптично Рис. 3. Діаграма фазових рівноваг бінарної системи {x (C5H11COO)2Cd + (100–x )(C5H11COOK)}: ІР та РК — однофазні області ізотропного розплаву та рідко- кристалічних розчинів (смектик А); 1 – (РК+KК), 2 – (KК+KP1), 3 – (PК+KP1), 4 – (KP1+KP2), 5 – (PК+KP2), 6 – (PК+KCd), 7 – (KP2+KCd), 8 – (ІР+KCd) — двофазні області, де КK , KCd — тверді фази капронатів калію та кадмію відповідно, KР1 , KР2 — тверді фази сполук, які плавляться інконгруентно, SК — твердий розчин капронату калію. Рис. 4. Діаграма фазових рівноваг бінарної системи {x (C5H11COO)2Cd + (100–x )(C5H11COO)2Zn)}: ІР, РК — однофазні області ізотропного розплаву та рідко- кристалічних розчинів (смектик А); 1 – (PK+KZn), 2 – (PK+KCd), 3 – (KZn+KCd), 4 – (КCd+ІР) — двофазні області, де КZn , KCd — тверді фази капронатів цинку та кадмію відповідно. ISSN 0041-6045. УКР. ХИМ . ЖУРН . 2012. Т. 78, № 12 85 анізотропних стекол спостерігали в концентра- ційному інтервалі 0 < х ≤ 90 % мол. ВИСНОВКИ. Таким чином, вивчення фазо- вих рівноваг у бінарних системах на основі кап- ронату кадмію показало, що заміна двозаряд- ного катіону кадмію на однозарядний катіон ме- талу (літій, натрій, калій) приводить до утворен- ня комплексних сполук, які мають інконгруент- ний характер плавлення. Встановлено, що в си- стемах із мезогенними капронатами натрію, ка- лію, стронцію утворюються граничні рідкокрис- талічні розчини, а в системах з немезогенними компонентами — капронатами літію та цинку — проміжні рідкокристалічні розчини, тобто про- являється ефект індукування мезофази, оскільки капронат кадмію є потенційно мезоморфним ком- понентом. Наявність широких областей мезофа- зо- та стеклоутворення зумовлює можливість ви- користання даних бінарних систем як основу для отримання нелінійно-оптичних рідкокристаліч- них нанокомпозитів. РЕЗЮМЕ. Методами дифференциального тер- мического анализа и поляризационной политермиче- ской микроскопии исследованы фазовые равновесия в бинарных системах капроната кадмия с капронатами лития, натрия, калия, цинка и стронция. Во всех сис- темах образуются граничные или промежуточные жид- кокристаллические растворы смектической А модифи- кации. Обнаружено индуцирование жидкокристалли- ческой фазы в бинарных системах с немезогенными кап- ронатами лития и цинка за счет скрытого мезоморфизма капроната кадмия. Определены концентрационные ин- тервалы образования оптически изотропных и анизот- ропных стекол. SUMMARY. Phase equilibriums in binary systems of cadmium capronate with lithium, sodium, potassium, zinc and strontium capronates have been studied by diffe- rential thermal analysis and polythermal polarizing micros- copy. Limited or intermediate liquid crystalline solutions smectic A modification are formed in all binary systems. Mesophase induction has been appeared in binary systems with nonmesogenic capronates of lithium and zinc due to cadmium capronate potential mesomorphism. Concentra- tion intervals of formation of optical isotropic and anisot- ropic glasses was established. ЛІТЕРАТУРА 1. Hegmann T ., Qi H., M arx V .M . // J. Inorg. and Or- ganometallic Polymers and Materials. -2007. -17, № 3. -P. 483—508. 2. M irnaya T .A . , Volkov S .V . // Green industrial applica- tion of ionic liquids / Eds. R .D.Rogers, K.R.Seddon, S.V.Volkov. -Dodrecht; Boston; London: Kluwer publ., 2002. -P. 439—456. 3. Sanchez Arenas A., Garcia M .V., Redondo M .I., Cheda J.A.R . // Liquid Crystals. -1995. -18, № 3. -P. 431—441. 4. Роусон Г. Неорганические стеклообразующие сис- темы. -М .: Мир, 1970. 5. Angell C.A , Tucker J.C. // Abstr. Richardson conf. on Phys. Chem. Process Metallurgy. -London: Mining Metallurgy Publ., 1974. -P. 207. 6. Асаула В.М ., Мирна Т .А ., Яремчук Г.Г, Толочко А .С. // Укр. хим. журн. -2011. -77, № 1. -С. 24—27. 7. Sanesi M ., Cingolani A., Tonelli P.L., Franzosini P. Ther- modynamic and Transport Properties of Organic Salts. IUPAC Chemical Data Ser. № 28 / Eds. P.Franzosini, M.Sanesi. -Oxford: Pergamon Press, 1980. 8. Taylor R .A ., Ellis H.A . // Spectrochim. Acta. Pt A. -2007. -68. -P. 99—107. Неорганическая и физическая химия Рис. 5. Діаграма фазових рівноваг бінарної системи {x (C5H11COO)2Cd + (100–x)(C5H11COO)2Sr)}: ІР та РК — однофазні області ізотропного розплаву та рідкокри- сталічних розчинів (смектик А); 1 – (PK+KSr); 2 – (PK+SCd), 3 – (KSr+SCd), 4 – (КCd+ІР) — двофазні об- ласті, де КSr , KCd — тверді фази капронатів стронцію та кадмію відповідно, SSr — твердий розчин на основі капронату стронцію. Інститут загальної та неорганічної хімії Надійшла 12.06.2012. ім. В.І.Вернадського НАН України, Київ 86 ISSN 0041-6045. УКР. ХИМ . ЖУРН . 2012. Т. 78, № 12

Фазові діаграми бінарних систем капронату кадмію з капронатами одно- і двовалентних металів

Репозитарії

Схожі ресурси