Обратимый термохимический индикатор

Изобретение относится к обратимому цветовому индикатору температуры на основе моногидрата гекса(изотиоцианато)хромата(III) диакватрис(никотиновая кислота)неодима(III). Индикатор имеет обратимое изменение окраски при нагревании до 140°C, а состав его характеризуется химической формулой [Nd(C6H5NO2)3(H2O)2][Cr(NCS)6]H2O. Техническим результатом изобретения является создание нового обратимого термохромного материала на основе моногидрата гекса(изотиоцианато)хромата(III) диакватрис(никотиновая кислота)неодима(III), обладающего способностью обратимо изменять окраску при нагревании до 140°C, доступного в получении и удобного в применении на практике. 1 пр.

 

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. N1. P.26-29; Bloomqust D.R., Willet R.D.//Coord. chem.. Rew. 1982. V. 47. N1, 2. P.125).

Термохромное превращение красной формы соединения [Cu((CH3CH2)2NCH2CH2NH2)2](ClO4)2 в сине-фиолетовую при 80°C 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…Cl, которые обеспечивают жесткую структуру катиона в низкотемпературной форме (Кукушкин Ю.Н. Соединения высшего порядка. - Л.: Химия, 1991. С.112).

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 ненасыщенно, поэтому возможно сшивание моноядерных комплексов в полимер. При температуре 134°C происходит превращение желтого комплекса в темно-красную модификацию.

К недостаткам данного термочувствительного материала относится использование благородных металлов, имеющих высокую стоимость.

Термочувствительный пигмент Ag2[HgI4] изменяет окраску от желтой до темно-красной при 45°C, a Cu2[HgI4] - от карминово-красной до коричневой при 65°C. 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.

При нагревании красного изомера NiEn2(NO2)2, где En-1,2-диаминоэтан, до 120°C образуется синий изомер [NiEn2(O2N)]NO2, содержащий одну хелатную и одну ионную группы N O 2 (Hitchman М.А., James G.ll Inorg. Chim. Acta 1984. V.88. No.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°C 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. No.9. P.774-776). Искажение геометрии галогенокупратного аниона C u C l 4 2 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 (C5H7N2)3[Cr(NCS)6]·H2O обратимо изменяет окраску при нагревании до 80°C из сиреневой в сине-зеленую вследствие искажения структуры хромофора из-за полиморфного превращения низкотемпературной модификации в высокотемпературную (Мезенцев К.В., Черкасова Т.Г. Пат.№2187081 РФ//Обратимый хромовый термоиндикатор №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(C2H6SO)8][Cr(NCS)6] (Ln - 4f-элементы), обратимо изменяющие окраску в интервале температур 140-220°C 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 моногидрата гекса(изотиоцианато)хромата(III) диакватрис(никотиновая кислота)неодима(III), обладающего способностью обратимо изменять окраску при нагревании до 140°C, доступного в получении и удобного в применении на практике.

Указанный технический результат достигается тем, что обратимый термохимический индикатор на основе моногидрата гекса(изотиоцианато)хромата(III) диакватрис(никотиновая кислота)неодима(III) согласно изобретению имеет обратимое изменение окраски при нагревании до 140°C, а состав его характеризуется химической формулой [Nd(C6H5NO2)3(H2O)2][Cr(NCS)6]H2O.

В качестве исходных веществ используют гекса(изотиоцианато)хромат(III) калия и никотиновую кислоту, являющуюся доступным и недорогим лекарственным веществом (витамин РР). Вещество негигроскопично, не разлагается во влажной атмосфере, не токсично и не имеет запаха.

Пример. В 25 мл воды растворяют 0,44 г (0,001 моль) Nd(NO3)3·6H2O, добавляют растворенные в 25 мл воды 0,59 г (0,001 моль) K3[Cr(NCS)6]·4H2O и при pH 4-6 добавляют раствор, содержащий 0,37 г (0,003 моль) никотиновой кислоты в 50 мл воды. Выпадает мелкокристаллический осадок бледно-сиреневого цвета, имеющий по данным химического анализа состав [Nd(C6H5NO2)3(H2O)2][Cr(NCS)6]H2O.

Nd Cr C H
Найдено,% 14,83 5,29 29,72 2,18
Для C24H21CrN9NdO9S6 вычислено,% 14,90 5,37 29,78 2,17

1. Растворимость в воде при 25°C составляет 2,0·10-3 моль/дм3; хорошо растворим в диметилсульфоксиде, диметилформамиде.

2. ИК-спектр (ν, см-1): 3438 с, 3078 ср, 2862 сл, 2081 оч.с, 1686 ср, 1632 с, 1579 оч.с, 1414 оч.с, 1183 сл, 1102 сл, 1035 сл, 830 сл, 750 с, 685 ср, 512 сл.

3. Моноклинная сингония, пр. гр. Р21/n, параметры решетки: a=9,53120(10), b=255166(4), c=15,3843(3); β=104,9450(10); V=3614,96(10)Å3; z=2, ρ(выч.)=1,779 г/см3.

4. Температура начала разложения комплекса на воздухе 210°C, в инертной атмосфере гелия - 235°C.

5. Характеристика термоперехода окраски: розовый ↔темно-зеленый.

Обратимый термохимический индикатор на основе моногидрата гекса(изотиоцианато)хромата(III) диакватрис(никотиновая

кислота)неодима(III), обладает обратимым термохромизмом при температуре 140°C, нетоксичен, несложен в получении, легко наносится на подложки в виде тонких термохромных пленок и красок, что позволяет использовать его в качестве термохимического индикатора для визуального контроля температуры в различных технологических процессах.

Обратимый цветовой индикатор температуры на основе моногидрата гекса(изотиоцианато)хромата(III) диакватрис(никотиновая кислота)неодима(III), отличающийся тем, что он имеет обратимое изменение окраски при нагревании до 140°C, а состав его характеризуется химической формулой [Nd(C6H5NO2)3(H2O)2][Cr(NCS)6]H2O.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к области медицины и может быть использовано при изготовлении индикаторов, изменяющих свой цвет при определенной температуре по истечении заданного интервала времени.
Изобретение относится к медицине, в частности к контролю соблюдения режима стерилизации насыщенным водяным паром, и может быть использовано при изготовлении интегрирующих индикаторов (класс 5), изменяющих свой цвет при интегральном воздействии на них насыщенного водяного пара определенной температуры и с определенной степенью сухости в течение заданного интервала времени.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в медицине в различных диагностических целях. .

Изобретение относится к водным транспортным средствам, корпуса которых с внутренней стороны покрывают звукоизолирующими панелями, и может быть использовано в морском, речном и наземном транспорте.

Изобретение относится к области термометрии, а именно к приборам регистрации низких температур, и может быть использовано при изготовлении температурных индикаторов, предназначенных для регистрации достигнутого значения минусовой температуры.
Изобретение относится к средствам термометрии, в частности к химическим индикаторам, и может быть использовано для контроля процессов стерилизации изделий медицинского назначения.

Изобретение относится к области термометрии. .

Изобретение относится к средствам измерения температуры, в частности к химическим индикаторам, и может быть использовано для контроля процессов стерилизации изделий медицинского назначения.

Изобретение относится к средствам контроля температурно-временных режимов работы паровых стерилизаторов и может быть использовано при изготовлении индикаторов, изменяющих свой цвет при интегральном воздействии на них определенной температуры и давления водяного пара в течение заданного интервала времени.

Изобретение относится к комплексным соединениям лантапоидов, в частности к новому соединению трис[1-(4-(4-пропилциклогексил)фенил)декан-1,3-дионо]-[1,10-фенантролин]европия формулы которое может быть использовано в качестве люминесцентного материала.

Изобретение относится к конъюгагу фолиевой кислоты. Конъюгат включает фолиевую кислоту и хелат лантанида, связанные через спейсер L-аланин, соединенный с фенантролином, и имеет общую формулу: где Ln представляет собой ион Eu3+, Tb3+, Sm3+, Dy3+, Yb3+, Nd3+, Er3+, Tm3+.

Изобретение относится к комплексному соединению самонамагничивающегося металла с саленом. Комплексное соединение представлено формулой (I) где М представляет собой Fe, Cr, Mn, Co, Ni, Mo, Ru, Rh, Pd, W, Re, Os, Ir или Pt и a-f и Y представляют собой, соответственно, водород, или -NHR3-, -NHCOR3, при условии, что a-f и Y одновременно не являются водородом, где R3 представляет собой лекарственную молекулу, причем R3 обладает переносом заряда, эквивалентного менее чем 0,5 электрона(е); или формулой (II) где М представляет собой Fe, Y, a, c, d, f, g, i, j, l представляют собой, соответственно, водород; b и k представляют собой -NH2, h и e представляют собой -NHR3-, где -R3 представляет собой таксол (паклитаксел), или М представляет собой Fe, Y, a, c, d, f, g, i, j, l представляют собой, соответственно, водород; b, e, h и k представляют собой -NHR3-, где -R3 представляет собой гемфиброзил.

Изобретение относится к новым комплексным соединениям редкоземельных элементов, которые могут быть использованы в качестве активных слоев органических светоизлучающих диодов, оптико-электронных устройств, а также флуоресцентных меток и маркеров.

Изобретение относится к новым комплексным соединениям редкоземельных элементов, которые могут быть использованы в качестве активных слоев органических светоизлучающих диодов, оптико-электронных устройств, а также флуоресцентных меток и маркеров.

Изобретение относится к способу получения катионных комплексов палладия, содержащих органические и элементорганические лиганды общей формулы [(acac)Pd(L)]BF4 (где acac - ацетилацетонат, L - бидентатные фосфорорганические лиганды, такие как дифенилфосфинометан, дифенилфосфиноэтан, дифенилфосфинопропан, дифенилфосфинобутан и дифенилфосфиноферроцен).

Изобретение относится к комплексному соединению редкоземельных элементов общей формулы [Ln(L1)3L2 ] где Ln - ион трехвалентного редкоземельного элемента, например Nd, Pr, Sm, Eu, Tb, Dy, Ho, Tm, Er, Yb; L1 - дикетонатный лиганд, являющийся производным 1,3-дипиразолилпропандиона-1,3 общей формулы где R1, R3 - алкильный, фторалкильный, арильный, циклоалкильный или гетероциклический заместитель, R2, R4 - атом водорода, алкильный, фторалкильный, арильный, циклоалкильный или гетероциклический заместитель, атом галогена, CF3 или NO2 -группа.

Изобретение относится к комплексному соединению редкоземельных элементов общей формулы , где Ln - ион трехвалентного редкоземельного элемента, например Nd, Рr, Sm, Eu, Tb, Dy, Но, Tm, Er, Yb; L1 - дикетонатный лиганд, являющийся производным 1,3-дипиразолилпропандиона-1,3 общей формулы .
Изобретение относится к способу получения катионных комплексов палладия. .

Изобретение относится к комплексному соединению самонамагничивающегося металла с саленом. Комплексное соединение представлено формулой (I) где М представляет собой Fe, Cr, Mn, Co, Ni, Mo, Ru, Rh, Pd, W, Re, Os, Ir или Pt и a-f и Y представляют собой, соответственно, водород, или -NHR3-, -NHCOR3, при условии, что a-f и Y одновременно не являются водородом, где R3 представляет собой лекарственную молекулу, причем R3 обладает переносом заряда, эквивалентного менее чем 0,5 электрона(е); или формулой (II) где М представляет собой Fe, Y, a, c, d, f, g, i, j, l представляют собой, соответственно, водород; b и k представляют собой -NH2, h и e представляют собой -NHR3-, где -R3 представляет собой таксол (паклитаксел), или М представляет собой Fe, Y, a, c, d, f, g, i, j, l представляют собой, соответственно, водород; b, e, h и k представляют собой -NHR3-, где -R3 представляет собой гемфиброзил.
Наверх