RU2443707C1 - Обратимый термоиндикатор на основе двойной комплексной соли - Google Patents
Обратимый термоиндикатор на основе двойной комплексной соли Download PDFInfo
- Publication number
- RU2443707C1 RU2443707C1 RU2010133201/04A RU2010133201A RU2443707C1 RU 2443707 C1 RU2443707 C1 RU 2443707C1 RU 2010133201/04 A RU2010133201/04 A RU 2010133201/04A RU 2010133201 A RU2010133201 A RU 2010133201A RU 2443707 C1 RU2443707 C1 RU 2443707C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- hexa
- indicator based
- iii
- temperature
- reversible
- Prior art date
Links
Abstract
Изобретение относится к обратимому цветовому индикатору температуры на основе гекса(изотиоцианато)хромата(III) гекса(ε-капролактам)скандия(III), имеющему обратимое изменение окраски при нагревании до 230°С, а состав его характеризуется химической формулой [Sc(ε-C6H11NO)6][Cr(NCS)6]. Технический результат - получение термохромного материала, обладающего способностью обратимо изменять окраску при нагревании до 230°С. 1 пр.
Description
Изобретение относится к области химии, в частности к цветовым индикаторам температуры, и может быть использовано для индикации и визуального контроля температуры в различных технологических процессах, а также для получения информации о температурных полях на поверхностях. Термохимические индикаторы в большинстве своем изготовлены 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).
Известные обратимые термочувствительные вещества служат в основном индикаторами для низких температур, не превышающих 100°С (Choi S., Larrabee J.A. // J. Chem. Educ. 1989. V.66. No.9. P.774-776; 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.
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).
Установлено, что при нагревании красного изомера NiEn2(NO2)2, где En-1,2-диаминоэтан, до 120°С образуется синий изомер [NiEn2(O2N)]NO2, содержащий одну хелатную и одну ионную группы NO2 - (Hitchman М.A., James G. // Inorg. Chim. Acta 1984. V.88. No.12. P.19-21). Недостатком этого термохромного материала является наличие в его составе органического лиганда, который не выпускается промышленностью и требует специального синтеза.
Термохромное вещество состава (C5H7N2)3[Cr(NCS)6]·H2O 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. 2167081 РФ / Обратимый хромовый термоиндикатор №2001106739/28; заявлено 11.03.2001, опубл. 10.08.2002, бюл. №22). Этот термохромный материал имеет тот же недостаток, что и вышеописанный из-за необходимости специального синтеза токсичного 2-аминопиридина.
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.А.Larrabee // J. Chem. Educ. 1989. V.66. No.9. P.774-776). Искажение геометрии галогенокупратного аниона CuCl4 2- является результатом термодинамического перехода стерически затрудненной 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.
Обратимый термохромизм характерен для биметаллического комплекса цис-[Pt(NH3)2(SCN)Ag(SCN)]NO3 (Кукушкин Ю.Н. Кукушкин, 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.
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°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) гекса(ε-капролактам)скандия(III), обладающего способностью обратимо изменять окраску при нагревании до 230°С, доступного в получении и удобного в применении на практике.
Указанный технический результат достигается тем, что в качестве исходных веществ используют 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 0,34 г (0,001 моль) Sc(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 0,68 г (0,006 моль) ε-C6H11NO в 25 мл воды. Получают бледно-сиреневый кристаллический порошок, имеющий по данным химического анализа состав [Sc(ε-C6H11NO)6][Cr(NCS)6].
Найдено, %: Sc 3,86±0,05; Cr 4,48±0,07; C 44,42±0,05; H 6,06±0,06.
Для C54H88CrN14O8S6Sc вычислено, %: Sc 4,00; Cr 4,62; C 44,88; H 5,92.
1. Растворимость в воде при 25°C составляет 5,0·10-2 моль/дм3; хорошо растворим в диметилсульфоксиде, диметилформамиде.
2. Моноклинная сингония, пр. гр. C2/c, параметры решетки: a=24,0894(14), b=9,8858(7), c=25,413(2); β=117,291(3); V=5378,3(7)Å3; z=4, ρ(выч)=1,389 г/cм3. Структура соединения относится к ионной.
3. Температура начала разложения комплекса на воздухе 250°C, в инертной атмосфере гелия - 235°C.
4. Характеристика термоперехода окраски: розовый↔темно-зеленый.
Термочувствительный материал на основе гекса(изотиоцианато)хромата(III) гекса(ε-капролактам)скандия(III) обладает обратимым термохромизмом при температуре 230°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.
Claims (1)
- Обратимый цветовой индикатор температуры на основе гекса(изотиоцианато)хромата(III) гекса(ε-капролактам)скандия(III), отличающийся тем, что он имеет обратимое изменение окраски при нагревании до 230°С, а состав его характеризуется химической формулой [Sc(ε-C6H11NO)6][Cr(NCS)6].
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010133201/04A RU2443707C1 (ru) | 2010-08-06 | 2010-08-06 | Обратимый термоиндикатор на основе двойной комплексной соли |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010133201/04A RU2443707C1 (ru) | 2010-08-06 | 2010-08-06 | Обратимый термоиндикатор на основе двойной комплексной соли |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2443707C1 true RU2443707C1 (ru) | 2012-02-27 |
Family
ID=45852282
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2010133201/04A RU2443707C1 (ru) | 2010-08-06 | 2010-08-06 | Обратимый термоиндикатор на основе двойной комплексной соли |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2443707C1 (ru) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2499800C1 (ru) * | 2012-10-09 | 2013-11-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кузбасский государственный технический университет имени Т.Ф. Горбачева" (КузГТУ) | Обратимый термохимический индикатор |
RU2551373C1 (ru) * | 2014-03-11 | 2015-05-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кузбасский государственный технический университет имени Т.Ф. Горбачева" (КузГТУ) | Обратимый цветовой термоиндикатор на основе двойного комплексного соединения |
RU2561737C1 (ru) * | 2014-09-12 | 2015-09-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кузбасский государственный технический университет имени Т.Ф. Горбачева" (КузГТУ) | Неорганический обратимый термоиндикатор |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2097714C1 (ru) * | 1995-02-13 | 1997-11-27 | Кузбасский государственный технический университет | Обратимые термохромные материалы |
RU2187081C1 (ru) * | 2001-03-11 | 2002-08-10 | Кузбасский государственный технический университет | Обратимый хромовый термоиндикатор |
WO2002092721A1 (en) * | 2001-05-15 | 2002-11-21 | Ooo 'corning' | Thermochromic material |
RU2290648C1 (ru) * | 2005-07-22 | 2006-12-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кузбасский государственный технический университет" (ГУ КузГТУ) | Обратимый хромсодержащий термоиндикатор |
RU2301974C1 (ru) * | 2005-12-20 | 2007-06-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кузбасский государственный технический университет" (ГУ КузГТУ) | Обратимые биметаллические термоиндикаторы |
-
2010
- 2010-08-06 RU RU2010133201/04A patent/RU2443707C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2097714C1 (ru) * | 1995-02-13 | 1997-11-27 | Кузбасский государственный технический университет | Обратимые термохромные материалы |
RU2187081C1 (ru) * | 2001-03-11 | 2002-08-10 | Кузбасский государственный технический университет | Обратимый хромовый термоиндикатор |
WO2002092721A1 (en) * | 2001-05-15 | 2002-11-21 | Ooo 'corning' | Thermochromic material |
RU2290648C1 (ru) * | 2005-07-22 | 2006-12-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кузбасский государственный технический университет" (ГУ КузГТУ) | Обратимый хромсодержащий термоиндикатор |
RU2301974C1 (ru) * | 2005-12-20 | 2007-06-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кузбасский государственный технический университет" (ГУ КузГТУ) | Обратимые биметаллические термоиндикаторы |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2499800C1 (ru) * | 2012-10-09 | 2013-11-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кузбасский государственный технический университет имени Т.Ф. Горбачева" (КузГТУ) | Обратимый термохимический индикатор |
RU2551373C1 (ru) * | 2014-03-11 | 2015-05-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кузбасский государственный технический университет имени Т.Ф. Горбачева" (КузГТУ) | Обратимый цветовой термоиндикатор на основе двойного комплексного соединения |
RU2561737C1 (ru) * | 2014-09-12 | 2015-09-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кузбасский государственный технический университет имени Т.Ф. Горбачева" (КузГТУ) | Неорганический обратимый термоиндикатор |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2301974C1 (ru) | Обратимые биметаллические термоиндикаторы | |
RU2551373C1 (ru) | Обратимый цветовой термоиндикатор на основе двойного комплексного соединения | |
RU2499800C1 (ru) | Обратимый термохимический индикатор | |
Shi et al. | Three viologen-derived Zn-organic materials: photochromism, photomodulated fluorescence, and inkless and erasable prints | |
Golovnev et al. | Crystal structure and properties of the precursor [Ni (H2O) 6](HTBA) 2· 2Н2О and the complexes M (HTBA) 2 (H2O) 2 (M= Ni, Co, Fe) | |
Brylev et al. | A new hexanuclear rhenium cluster complex with six terminal acetate ligands: Synthesis, structure, and properties of K4 [Re6S8 (CH3COO) 6]· 8H2O | |
RU2443707C1 (ru) | Обратимый термоиндикатор на основе двойной комплексной соли | |
Pratihar et al. | Synthesis, characterization, spectral and catalytic activity of tetradentate (NNNO) azo-imine Schiff base copper (II) complexes | |
RU2415146C1 (ru) | Биметаллический цветовой индикатор температуры | |
Horikoshi et al. | Copper (II) solvatochromic complexes [Cu (acac)(N^ N)(ligand)] BPh4 with various axial ligands. Correlation between coordination geometries and d–d transition energies (acac= acetylacetonato, N^ N= 1, 10-phenanthoroline, 2, 2′-bipyridyl) | |
Pramanik et al. | Coordination assembly of p-substituted aryl azo imidazole complexes: Influences of electron donating substitution and counter ions | |
Diab et al. | Supramolecular structure of azodye rhodanine compounds and their complexes: a review | |
Steiniger et al. | Germane vs. digermane formation | |
Dong et al. | Two new coordination polymers constructed by two viologen-derived ligands: Structure and photochromism | |
RU2689772C1 (ru) | Обратимый биметаллический цветовой термоиндикатор | |
RU2643150C1 (ru) | Обратимый термохимический индикатор на основе двойного координационного соединения | |
RU2715359C1 (ru) | Обратимый химический индикатор температуры | |
Xue et al. | Two crystalline Zn (II)-viologen compounds with photochromism, photomodulated luminescence and water-induced reversible crystal-to-amorphous transformation | |
RU2754306C1 (ru) | Термохромный индикатор | |
RU2756438C1 (ru) | Термочувствительный цветовой обратимый индикатор | |
RU2290648C1 (ru) | Обратимый хромсодержащий термоиндикатор | |
RU2187081C1 (ru) | Обратимый хромовый термоиндикатор | |
RU2741011C1 (ru) | Обратимый термохимический цветовой индикатор | |
RU2681430C1 (ru) | Обратимые цветовые индикаторы температуры на основе двойных комплексных солей | |
RU2778625C1 (ru) | Цветовой индикатор возвратного действия |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20120807 |