Анодное окисление аниона 2-меркаптобензтиазолата натрия в присутствии 2-метил-3-гексанола Текст научной статьи по специальности «Химические науки»

Аннотация научной статьи по химическим наукам, автор научной работы — Дегтярёва Елена Эдуардовна, Килимник Александр Борисович, Гладышева Ирина Владимировна

Методом циклической вольтамперометрии показана адсорбционная природа влияния 2-метил-3-гексанола на процесс получения ди-(2-бензтиазолил)дисульфида анодным окислением аниона 2-меркаптобензтиазолата натрия (2-МБТ) в водно-щелочном растворе. Зависимость предельного тока волны окисления аниона 2-МБТ от корня квадратного из скорости развертки потенциала линейна и практически проходит через начало координат. Введение 2-метил-3-гексанола в раствор приводит к исчезновению пика адсорбции аниона 2-МБТ на предволне при скоростях развертки потенциала 50 и 100 мВ/с. Сама предволна раздваивается, и при уменьшении скорости развертки потенциала на ней появляются невысокие пики, которые, вероятно, отвечают адсорбции спирта и аниона 2-МБТ. Потенциал полуволны остается таким же, как и в отсутствие спирта. Установленный ранее факт образования в присутствии алифатических спиртов ди-(2-бензтиазолил)дисульфида, легко выделяющегося из суспензии, объяснен в предположении, что димеризация радикала происходит в адсорбционном слое спирта на поверхности электрода. Предложена схема реакций рассматриваемого процесса.

Похожие темы научных работ по химическим наукам , автор научной работы — Дегтярёва Елена Эдуардовна, Килимник Александр Борисович, Гладышева Ирина Владимировна

Anodic Oxidation of the Anion of 2-mercaptobenzothiazole Sodium in the Presence of 2-methyl-3-hexanol

The method of cyclic voltammetry shows the adsorption nature of the influence of 2-methyl-3-hexanol on the process of obtaining di-(2-benzothiazolyl)disulfide anion anodic oxidation of 2-mercaptobenzothiazole sodium (2-MBT) in aqueous alkaline solution. Dependence of the limiting current wave oxidation anion 2-MBT on the square root of the scan rate is linear and almost passes through the origin. Introduction 2-methyl-3-hexanol solution leads to the disappearance of the peak adsorption of the anion of 2-MBT onto prewaves potential sweep at speeds of 50 and 100 mV/s. Prewave itself bifurcates and decreasing the scan rate and shows the low peaks. Apparently, these peaks correspond to the adsorption of alcohol and 2-MBT anion. Half-wave potential is the same as in the absence of alcohol. The formation of di-(2-benzothiazolyl)disulphide in the presence of aliphatic alcohols, easily released from the suspension is explained under the assumption that the radical dimerization occurs in the adsorbed layer on the electrode surface alcohol. A scheme of the process reactions is given.

Текст научной работы на тему «Анодное окисление аниона 2-меркаптобензтиазолата натрия в присутствии 2-метил-3-гексанола»

АНОДНОЕ ОКИСЛЕНИЕ АНИОНА 2-МЕРКАПТОБЕНЗТИАЗОЛАТА НАТРИЯ В ПРИСУТСТВИИ 2-МЕТИЛ-3-ГЕКСАНОЛА

Е. Э. Дегтярёва, А. Б. Килимник, И. В. Гладышева

Кафедра "Химия и химические технологии", ФГБОУВПО "ТГТУ"; chemistry@nnn.tstu.ru

Ключевые слова и фразы: 2-метил-3-гексанол; 2-меркаптобензтиазол; платиновый электрод; циклическая вольтамперометрия.

Аннотация: Методом циклической вольтамперометрии показана адсорбционная природа влияния 2-метил-3-гексанола на процесс получения ди-(2-бенз-тиазолил)дисульфида анодным окислением аниона 2-меркаптобензтиазолата натрия (2-МБТ) в водно-щелочном растворе. Зависимость предельного тока волны окисления аниона 2-МБТ от корня квадратного из скорости развертки потенциала линейна и практически проходит через начало координат.

Введение 2-метил-3-гексанола в раствор приводит к исчезновению пика адсорбции аниона 2-МБТ на предволне при скоростях развертки потенциала 50 и 100 мВ/с. Сама предволна раздваивается, и при уменьшении скорости развертки потенциала на ней появляются невысокие пики, которые, вероятно, отвечают адсорбции спирта и аниона 2-МБТ. Потенциал полуволны остается таким же, как и в отсутствие спирта.

Установленный ранее факт образования в присутствии алифатических спиртов ди-(2-бензтиазолил)дисульфида, легко выделяющегося из суспензии, объяснен в предположении, что димеризация радикала происходит в адсорбционном слое спирта на поверхности электрода. Предложена схема реакций рассматриваемого процесса.

В литературе имеются сведения об электрохимическом синтезе органических дисульфидов на переменном токе [1 - 4]. Ди-(2-бензтиазолил)дисульфид образуется и в водных, и в неводных растворах на постоянном и переменном токах. Проведение процесса возможно в непрерывном и периодическом режимах. Поскольку нерастворимый в водных средах ди-(2-бензтиазолил)дисульфид образуется в мелкодисперсной форме, отделение твердого целевого продукта от жидкой фазы затруднено. В связи с этим возникают проблемы с промышленным осуществлением непрерывного процесса данного электросинтеза. В целях решения технологических проблем, связанных с организацией непрерывного процесса электросинтеза ди-(2-бензтиазолил)дисульфида с замкнутым циклом водопользования, проведены эксперименты с добавкой на 1 дм3 реакционной массы 10. 40 см3 пропанола, пентанола-2, 2-метилпропанола-1, н-гексанола [2]. Показано, что в присутствии этих спиртов получается суспензия ди-(2-бензтиазолил)дисульфида, эффективно отделяющегося на стадии фильтрации.

Представляется важным установить природу влияния алифатических спиртов на процесс получения ди-(2-бензтиазолил)дисульфида. Обсуждены результаты исследования процесса анодного окисления аниона 2-меркаптобензтиазолата натрия (2-МБТ) в присутствии 2-метил-3-гексанола.

Циклические вольтамперограммы (ЦВА) на стационарном платиновом электроде снимали с помощью прибора СВА-1БМ-01. Запись вольтамперограмм осуществляли на самопишущем потенциометре Н-37. Торцевая поверхность рабочего платинового электрода имела площадь 0,2 мм2. Платиновый электрод перед установкой в электрохимическую ячейку полировали до зеркального блеска водной суспензией микроалмазного порошка на стеклянной пластинке. Суспензия микроалмазного порошка приготавливалась следующим образом: алмазный порошок насыпали в цилиндр с бидистиллированной водой, интенсивно встряхивали, отстаивали в течение семи минут, затем из верхнего слоя отбирали 1 см3 суспензии и наносили на стеклянную пластинку. Подготовленный электрод обезжиривали в растворе перманганата калия и промывали бидистиллированной водой, после чего обрабатывали в растворе щавелевой кислоты и снова промывали бидистил-лированной водой, ополаскивали рабочим раствором и помещали в трехэлектрод-ную электрохимическую ячейку, изготовленную из стекла «Пирекс». В работе использованы химические реактивы марки «х. ч.». Циклические вольтамперограммы аниона 2-МБТ в присутствии и в отсутствие 2-метил-3-гексанола получены на фоне 1 М раствора NaOH. Потенциалы приведены относительно насыщенного хлорсеребряного электрода сравнения.

Получены ЦВА на стационарном платиновом электроде в 0,1 М растворе 2-МБТ на щелочном фоне без добавки и с добавкой 2-метил-3-гексанола при скоростях развертки потенциала 5. 100 мВ/с (рис. 1).

Рис. 1. Циклические вольтамперограммы на платине в растворе 0,1 М 2-МБТ + 1 М №ОН без добавки (а) и с добавкой (б) 2-метил-3-гексанола при V, мВ/с:

х - 5; о - 10; ■ - 20; * - 50; • - 100

На всех ЦВА, представленных на рис. 1, а, наблюдается волна с предволной, на которой расположен пик, величина максимума тока которого существенно зависит от скорости развертки потенциала V.

Потенциал полуволны окисления аниона 2-МБТ равен 0,875 В.

Предельный ток волны может быть определен приблизительно, так как волна располагается вблизи потенциалов разряда фона.

Введение 2-метил-3-гексанола в раствор приводит к исчезновению пика адсорбции аниона 2-МБТ на предволне при скоростях развертки потенциала 50 и 100 мВ/с (см. рис. 1, б). Сама предволна раздваивается, и при уменьшении скорости развертки потенциала на ней появляются невысокие пики. По-видимому, эти пики отвечают адсорбции спирта и аниона 2-МБТ. Потенциал полуволны остается таким же, как и в отсутствие спирта (рис. 2, а). Величина предельного тока волны увеличивается с ростом скорости развертки потенциала.

Зависимость предельного тока волны окисления аниона 2-МБТ от корня

квадратного из скорости развертки потенциала линейна (г = 0,9963) и практически проходит через начало координат:

Наиболее четко волна окисления аниона 2-МБТ наблюдается при скорости развертки потенциала 100 мВ/с, поэтому она может использоваться для аналитического определения концентрации аниона 2-МБТ. Зависимость предельного тока волны от корня квадратного из скорости развертки потенциала в присутствии 2-метил-3-гексанола (рис. 2, б) линейна и проходит через начало координат:

Обращает на себя внимание рост величины углового коэффициента данной зависимости на 14,99 % при введении 2-метил-3-гексанола, что свидетельствует о заметном увеличении высоты волны окисления аниона 2-МБТ.

Таким образом, скорость стадии разряда аниона 2-МБТ зависит от присутствия спирта.

Высота первой предволны линейно зависит от скорости развертки потенциала (рис. 3, прямая 1). Уравнение зависимости предельного тока первой пред-волны от скорости развертки потенциала имеет вид