Биметаллический цветовой индикатор температуры

Изобретение относится к биметаллическому цветовому индикатору температуры, имеющему обратимое изменение окраски в интервале температур 190-195°С. Состав индикатора характеризуется химической формулой [Y(ε-C6H11NO)8][Cr(NCS)6]. Технический результат - получение биметаллического цветового индикатора температуры, обладающего способностью обратимо изменять окраску при нагревании до 190-195°С.

 

Изобретение относится к области химии, в частности к новому обратимому термочувствительному материалу, и может быть использовано для индикации и визуального контроля температуры в различных технологических процессах. Большинство известных термохимических индикаторов изготовлено на основе координационных соединений переходных металлов (Кукушкин Ю.Н. Химия координационных соединений. - М.: Высш. шк., 1985. С.428-429; Абрамович В.Г., Картавцев В.Ф. Цветовые индикаторы. - М.: Энергия, 1978. С.10-12; Paruta L., Boldijar A. // Rev. chim, 1987. V. 38. №1. P.26-29; Bloomqust D.R, Willet R.D. // Coord. chem. Rew. 1982. V.47. № 1, 2. P.125).

Термохромное превращение красной формы соединения [Cu((CH3CH2)2NCH2CH2NH2)2](ClO4)2 в сине-фиолетовую при 80°С связано с искажением структуры исходных плоскоквадратных катионов. Процесс термоизомеризации эндотермичен и имеет все признаки фазового перехода: он обратим и протекает при фиксированной температуре. Установлено, что в процессе фазового перехода уменьшается прочность водородных связей NH…C1, которые обеспечивают жесткую структуру катиона в низкотемпературной форме (Кукушкин Ю.Н. Соединения высшего порядка. - Л.: - Химия, 1991. С.112).

Термочувствительный пигмент Ag2[HgI4] изменяет окраску от желтой до темно-красной при 45°С, a Cu2[HgI4] - от карминово-красной до коричневой при 65°С. Изменение окраски координационных соединений связано с перестройкой кристаллической структуры (Беленький Е.Ф. Химия и технология пигментов / Е.Ф.Беленький, И.В.Рискин. - М.: Химия, 1974. С.625). К недостаткам этих термохромных материалов относятся наличие токсичных соединений ртути и медленное разложение тетрайодомеркурат(II)-аниона во влажной атмосфере.

Обратимый термохромизм характерен для биметаллического комплекса цис-[Pt(NH3)2(SCN)Ag(SCN)]NO3 (Кукушкин Ю.Н., Бахарева С.И., Душин Р.Б. // Журн. неорган, химии. 1977. Т.22. №5. С.1419-1421). Серебро в этом соединении координационно ненасыщено, поэтому возможно сшивание моноядерных комплексов в полимер. При температуре 134°С происходит превращение желтого комплекса в темно-красную модификацию.

При нагревании красного изомера NiEn2(NO2)2, где Еn-1,2-диаминоэтан, до 120°С образуется синий изомер [NiEn2(O2N)]NO2, содержащий одну хелатную и одну ионную группы NO2- (Hitchman M.A., James G. // Inorg. Chim. Acta 1984. V.88. №. 12. P.19-21), то есть при нагревании происходит изменение строения вещества.

Тетрахлорокупрат(II) бис-(диэтиламмония) [(CH3CH2)2NH2]2CuCl4 обладает термохромными свойствами, при температуре 45°С изменяет окраску от ярко-зеленой до желтой. Изменение окраски обусловлено структурной изомеризацией комплекса из плоскоквадратного в тетраэдрический (Choi S. Термохромный тетрахлорокупрат (II) // S.Choi, J.A.Larrabee // J. Chem. Educ. 1989. V.66. №.9. P.774-776). Искажение геометрии галогенокупратного аниона CuCl42- является результатом термодинамического перехода стерически затруденной низкотемпературной формы, имеющей зеленую окраску, в более разупорядоченную высокотемпературную форму, окрашенную в желтый цвет. Применение данного термохромного материала на практике ограничивается чрезвычайной гигроскопичностью низкотемпературной формы комплекса и требует вакуумной герметизации материала.

Термохромное вещество состава (С5Н7N2)3[Сr(NCS)6]·Н2O обратимо изменяет окраску при нагревании до 80°С из сиреневой в сине-зеленую вследствие искажения структуры хромофора из-за полиморфного превращения низкотемпературной модификации в высокотемпературную (Мезенцев К.В., Черкасова Т.Г. Пат. // Обратимый хромовый термоиндикатор №2187081 РФ заявка №2001106739/28; заявлено 11.03.2001, опубл. 10.08.2002, бюл. №22). Недостатком этого термохромного материала является необходимость специального синтеза 2-аминопиридина, который не выпускается промышленностью и является токсичным.

Наиболее близкими по технической сущности к заявляемому изобретению являются термохромные материалы [Ln(С2Н6SO)8][Сr(NCS)6] (Ln - 4f-элементы), обратимо изменяющие окраску в интервале температур 140-220°С вследствие термической координационной изомерии, связанной с обменом лигандами между координационными сферами комплексов (Черкасова Т.Г., Татаринова Э.С., Кузнецова О.А., Трясунов Б.Г. Обратимые термохромные материалы. Патент РФ №2097714, заявл. 13.02.1995 г., опубл. 27.11.1997 г.). Недостатком этих термохромных материалов является необходимость использования для их синтеза диметилсульфоксида - легколетучего органического вещества с неприятным запахом.

Технический результат изобретения - создание нового обратимого термохромного материала на основе гекса(изотиоцианато)хромата(III) окта(ε-капролактам)иттрия(III), обладающего способностью обратимо изменять окраску при нагревании до 190-195°С, доступного в получении и удобного в применении на практике.

Указанный технический результат достигается тем, что биметаллический цветовой индикатор температуры имеет обратимое изменение окраски в интервале температур 190-195°С, а его состав характеризуется химической формулой [Y(ε-С6Н11NO)8][Cr(NCS)6].

В заявляемом техническом решении в качестве исходных веществ используются гекса(изотиоцианато)хромат(III) калия и ε-капролактам, являющийся крупнотоннажным продуктом химической промышленности, что обусловливает его невысокую стоимость и, соответственно, доступность. Вещество негигроскопично, не разлагается во влажной атмосфере, не токсично и не имеет запаха.

Пример. В 25 мл воды растворяют 0,38 г (0,01 моль) Y(NО3)3·4Н2O, добавляют растворенные в 25 мл воды 0,59 г (0,001 моль) K3[Cr(NCS)6]·4Н2O и при рН 5-6 добавляют раствор, содержащий 0,92 г (0,008 моль) ε-С6Н11NO) в 25 мл воды. Получают бледно-сиреневый кристаллический порошок, имеющий по данным химического анализа состав [Y(ε-C6H11NO)8][Cr(NCS)6].

Найдено, %: Y 6,25±0,06; Сr 3,62±0,07; С 46,45±0,05; Н 6,22±0,07; NCS 24,91±0,06.

Для C54H88CrN14O8S6Y вычислено, %: Y 6,37; Сr 3,73; С 46,53; Н 6,31; NCS 25,00.

1. Растворимость в воде при 25°С составляет 2,3-10-2 моль/дм3; хорошо растворим в диметилсульфоксиде, диметилформамиде.

2. Моноклинная сингония, пр. гр. С2/с, параметры решетки: а=39,704(9), b=22,384(6), с=23,596(6)Å; β=107,588(8)°; V=7648,6(5) Å3; z=12, ρ(выч.)=1,390 г/см3. Структура соединения относится к ионной.

3. Температура начала разложения комплекса на воздухе 256°С, в инертной атмосфере гелия - 242°С.

4. Характеристика термоперехода окраски: бледно-сиреневый↔темно-зеленый.

Термочувствительный материал на основе гекса(изотиоцианато)хромата(III) окта(ε-капролактам)иттрия(III) обладает обратимым термохромизмом при температуре 190-195°С, нетоксичен, несложен в получении, легко наносится на подложки в виде тонких термохромных пленок, что позволяет использовать его в качестве термохимического индикатора для визуального контроля температуры в различных технологических процессах.

Биметаллический цветовой индикатор температуры, имеющий обратимое изменение окраски в интервале температур 190-195°С, а его состав характеризуется химической формулой [Y(ε-C6H11NO)8][Cr(NCS)6].



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к методам измерения температуры и касается термоиндикаторов. .
Изобретение относится к области термометрии, а именно к порошковым термоиндикаторам, предназначенным для определения температуры нагрева чугунных или сред нелегированных хромистых сталей, или других металлов и сплавов, подвергающихся общему или местному нагреву.

Изобретение относится к обратимым термочувствительным материалам и может быть использовано для индикации и визуального контроля температур в различных технологических процессах.

Изобретение относится к области измерительной техники, а именно к термометрии, и может использоваться для дистанционных измерений температуры объектов, находящихся в экстремальных условиях (сильные электромагнитные помехи, повышенная пожаро-взрывоопасность, высокий уровень радиации и т.д.).
Изобретение относится к визуальным средствам контроля температуры и времени термообработки, в частности, к химическим индикаторам стерилизации. .

Изобретение относится к способам измерения температуры тела человека и может быть использовано при медицинской диагностике, лечении, в частности детей, а также ослабленных больных, требующих посторонней помощи.

Термометр // 2200305
Изобретение относится к области термометрии. .

Изобретение относится к средствам стерилизации и может быть использовано в ветеринарии, обработке пищевых продуктов и в различных технологических процессах, использующих стерилизацию.

Изобретение относится к устройствам для измерения физических параметров, в частности для измерения температуры и перемещения объекта. .

Изобретение относится к устройствам для измерения температуры и может найти применение при контроле температуры в различных производственных и бытовых помещениях.

Изобретение относится к применению соединения, имеющего следующую структуру где R10b означает галоген, R7b означает H, и R1b выбран из отрицательного заряда, Н и солевого противоиона, или его фармацевтически приемлемой соли в качестве лекарственного средства для лечения инфекции, вызванной дрожжами, грибами или бактериями, у животного, а также для получения лекарственного средства для лечения инфекции, онихомикоза у человека и для подавления роста грибковой инфекции у человека.

Изобретение относится к новому способу получения 6-[3-(1-адамантил)-4-метоксифенил]-2-нафтойной кислоты формулы (I) посредством реакции Сузуки между 3-адамантил-4-метоксифенилбороновой кислотой формулы (II) и 6-бром-2-нафтойной кислотой формулы (III), причем взаимодействие между соединениями (II) и (III) проводят при температуре в интервале от 60 до 110°С, в течение от 30 мин до 24 час, в атмосфере инертного газа, в присутствии палладиевого катализатора и основания, в полярном растворителе с последующей обработкой кислотой.

Изобретение относится к радиофармацевтическому средству для диагностики и лечения (терапии) костных тканей скелета, включающему комплекс золедроновой кислоты с изотопами 99mТехнеция или 188Рения, золедроновую кислоту, галогенид олова и возможно антиоксидант - аскорбиновую или гентизиновую кислоту.

Изобретение относится к производным 13(1)-N-{2-[N-(клозо-монокарбадодекаборан-1-ил)-метил]аминоэтил}амид-15(2),17(3)-диметилового эфира хлорина е6 общей формулы где M=Cs, Na, проявляющим свойства фотосенсибилизатора.

Изобретение относится к нанокристаллическим соединениям формулы где АОX представляет оксид металла, где А выбран из Ti или Zr, x=2; Men+ представляет собой ион металла, обладающий антибактериальной активностью, выбранный из Ag + и Сu++, где n=1 или 2; L представляет собой бифункциональную молекулу, или органическую, или металлорганическую, способную одновременно связываться с оксидом металла и ионом металла Men+; где органическая молекула выбрана из пиридина, дипиридила, трипиридила, функционализированных карбоксильными группами (-СООН), бороновыми группами (-В(ОН)2) или фосфоновыми группами (-РО3Н2), или 4-меркаптофенилбороновой кислоты; где металлорганическая молекула представляет собой металлорганический комплекс, содержащий органический лиганд, координированный центральным атомом металла и содержащий бороновую (-В(ОН)2), фосфоновую (-РО3Н2) или карбоксильную (-СООН) функциональную группу, и группы координированы центральным атомом металла, способные связываться с ионами металлов с антибактериальной активностью; где указанный органический лиганд, координированный центральным атомом металла, выбран из пиридина, дипиридила, трипиридила, функционализированных карбоксильными группами (-СООН), бороновыми группами (-В(ОН)2), или фосфоновыми группами (-РО 3Н2), или 4-меркаптофенилбороновой кислоты; i представляет число групп L-Men+, связанных с наночастицей АОх.

Изобретение относится к способу получения экзо-пентацикло[5.4.0.0 2,9.03,6.08,10]ундекан-4-спиро-1'-(3'-этил-3'-алюмина)-циклопентана общей формулы (1), Способ заключается во взаимодействии 4-метилен-экзо-пентацикло[5.4.0.0 2,9.03,6.08,10]ундекана с триэтилалюминием (Et3Al) в присутствии катализатора цирконацендихлорида (Cp2ZrCl2) в мольном соотношении 4-метилен-экзо-пентацикло[5.4.0.0 2,9.03,6.08,10]ундекан:Et3 Al:Cp2ZrC2=10:(10-14):(0.6-1.0) в атмосфере аргона при нормальном давлении в гексане в течение 5-7 ч.

Изобретение относится к новым соединениям, а именно к карборанильным производным фторированных порфиринов и их металлокомплексам, конкретно к карборанильным производным 5,10,15,20-тетракис(пентафторфенил)порфирина общей формулы I, и к способу их получения.

Изобретение относится к соединению, содержащему бороксиновый цикл, в котором атомы бора данного цикла имеют заместитель, содержащий оксифункцию, связанную с (1) атомом бора и с (2) ненасыщенной не ароматической частью, содержащей тройную углерод-углеродную связь.

Изобретение относится к органической химии, конкретно к способу получения экзо-трицикло[4.2.1.02,5]нонан-3-спиро-1'-(3'-селена)циклопентана, который может найти применение в тонком органическом синтезе, а также при получении гетероциклических соединений с биологической активностью.

Изобретение относится к биметаллическому цветовому индикатору температуры, имеющему обратимое изменение окраски в интервале температур 190-195°С

Наверх