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Методичка по кондуктометрии - НГУ

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NH4+ 4,7 – 1,0 3,0 – 8,5 K+, Na+

Ag+ 5,0 – 1,0 3,0 – 9,0 Hg2+

F– 5,0 – 1,0 4,0 – 7,0 Fe3+, Al3+

S2– 5,0 – 1,0 13,0 – 14,0 Hg2+

Cu2+ 5,0 – 1,0 3,0 – 7,0 Hg2+, Ag+, Fe3+

Cl– 4,0 – 1,0 3,0 – 9,0 S2–, I–, Br–

Br– 5,0 – 1,0 3,0 – 9,0 S2–, I–, Cl–

I– 5,0 – 1,0 3,0 – 9,0 S2–, Cl–, Br–

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0 0

(0) 1 1 .4 4a

Ze r Zer D D

Ze 1

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33 2 2

03/ 20

ln 2 10 ,4

AE e N Z I A Z I

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53

k = 1,38 10–23 – , e – (1,6 10–19 ), 103 ,

. CGSE :

32 2

03/ 2 3

2ln ,( ) 10

ANe Z I A Z IkT

k = 1,38 10–16 , e = 4,8 10–10

CGSE. .,

, 25A0 0,509:

2 2lg 0,509 0,5 .Z I Z I–-

. 1,1- 10–2 .

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aB I I (aB), a

– , – , T. , 0,3 ,

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A B

T, C A, [ –1/2 1/2] B, [ –1 –1/2 1/2]25 0,509 3,2930 0,514 3,3035 0,519 3,3140 0,524 3,3250 0,535 3,3460 0,547 3,37

10–1 .:

54

20,5lg .1

Z I CII

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, ,

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I

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1Z Z I

CII

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55

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2.2.

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.

-,

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2

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F ( )

0 ln ( ).RT a ClF

56

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0 0ln ( ) ( ) ln ( ),RT RTE E a H a Cl E a HClF F

E0 – . H+ Cl– ,

:22220 lg0591,0222,0ln mm

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m . , -, . 2.2.

2.2

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2 m

0,001 0,5784 –0,3564 –6,0310 9,31E–07 0,000965 0,9651 0,2329 –0,0109 –0,1841 0,654481 0,809 0,809

0, .

: 0

, . – .

, -– . ,

HCl I m, 1:Z Z

0 02 ln ln 0,1183 lg( ) lg .RTE E m E mF

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, :

0 0,0590,1183 lg( ) 0,1183 .1

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57

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. -, , -

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mE , :

0 0,1183 .E E C m.

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-, ,

, -,

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.

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, -, .

58

. 2.11. , -1 ( ),, ( ).

, .

.,

, -

. , 1–2 5 .

.. 2.3.

59

2.3E0

CHCl, mHCl, E, E',

E' mE0. E0,

. . 2.4.

2.4

m,m , lg m lg

.

.m .

Excel, – Origin SciDaViz.

2.2.2. -2. -

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61

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, KOH:

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a, - – b.

b , a.

KA , K+ ( Km )

. ,

[K+] + [H+] = [A–] + [OH–],

[A–] = b –[OH–] + [H+].

b >> |[H+] – [OH–]|. [A–] b.

,HA Aa m m

,HAm a b:

62

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bK aa b

lg lg .a A

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b IpK pHa b I

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. 2.12.

- 100 ,

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-

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63

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, 0,1 ()

KOH 0,1 ()

, , ,

, . 20 40 100 , . -

, pH ,.

-.

, 1 , – 0,1 .

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..

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pKa , (2.12)

. -pKa .

, , (2.12),

, .

64

2.2.3. -3. -

-

. , HCl

. « » ,

(2.3), E

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, :

.P P

G ES ZFT T

, ,

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2Pt | H | HCl( ) | AgCl | Ag.m

1/2 H2 + AgCl = HCl + Ag.

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2

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( )ln .H

RT a HF P

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( )

0 ln ( ).RT a ClF

65

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0 0ln[ ( ) ( )] ln ( ),RT RTE E a H a Cl E a HClF F

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, 0,E [9].

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, ,, -

, . 2.11).

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, -. ,

. c

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, Cl, -, 25 , -

10–15 . 1 ,

. 35,45 55 . .

66

2.5

HCl ,° E , 0,E

0E -, ( E0/ T)P rG0

rS0., ,

rG0

rS0. .

2.3. 1. ?

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?6.

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8. , Ag+ + I– = AgI.

-?

9. .

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67

-11. ,

, .2. , , -

– .

-21. « 4101»

( ) . . 2.12). ?2.

4101».3. , ( -

) « 4101».4. .

?5. .

?

-31. , , -

?2. ?

,?

-1– -3. . . .: . « -

», 2005.. ., . ., . . -

. .: , 2003.. . . -

. .: , 2002.. ., . ., . . . .:

, 2001.. ., . . .

.: , 1980.

68

. ., . .. .: . « », 2008.

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2.1

« 4101»

., . -

( ) , ( ),

,

69

. , ,

, -.

, .

- 1,68; 6,86 9,18. -

, -14.

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1. . ,.

2. .3. .

. 1,68 .

4. , .

, , . .

5. « .» .

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6. .

. -, ,

, .

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70

, , -. ,

-.

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.3. .4. ,

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.

71

5. ,

. 16 .6.

, .

7. - KCl,

. .

-160. ( ).-

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– ;

– . [ ] [ ] 6, ;

– », .

», .,

.

-16

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72

[ ] [ ]. - [ ].

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.

2.2

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, E0, KCl, 3,5 .

202530354045505560

225,6222,3219,0215,7212,1208,4204,5200,6196,5

208,2204,6200,9197,1193,3

––––

204,0198,9193,9188,7183,5

––––

( KCl)

-,

E0, - KCl,

0,1 1,0 .

2025303540

269,5268,1266,1264,7262,9

336,8336,5336,2335,9335,6

284,0282,8281,6280,4279,2

247,1243,8240,5237,3234,0

73

3. 3.1. -

( . spectrum – « , »,. skopéo – « »)

.

.

, , ,. . -

.,

( , , , . .) . -

-:

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-. 3.1.

3.1

, , –1

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200 400 2,5·104–5·104

400 750 1,3·104 2,5·104

750–2,5·104 400 1,3·104

2,5·104–106 10 400

74

. ,

– D. , -, ,

, (I0), ,

(I):0lg .D I I

D.

, ( . 3.2).

3.2

, 400–440 -440–480480–490 -490–500 -500–560560–580 -580–595595–610 -610–680 -680–750

3.1.1.

– – ( ),

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I I0 – ; lg – ; – ;

75

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280270265

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76

3.1.2. . 3.1 -

.

. 3.1. : 1 – -; 2, 3 – ; 4, 8 – ; 6 – ; 5, 7 –

; 9 – ; 10 –

360–1000 .

200–360 .-

.-

UV-mini-1240 Shimadzu, Thermo Spectronic, Cary-50 Agilent 8354. . 3.4.

. .-

( . 3.2).

. 3.2.

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i'1

77

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, .

. 3.3.

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, .

, -.

78

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.

, -.

– .

1,6 . ,

, – , ., –

1600 . . ,

, . , CD-

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3.1.3.

.,

. ,

.

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), .

, .

.

79

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, -

, , .,

.

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( D/D) D,, I I0

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, .

,

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, -

,

.

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10

12

14

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,%

D

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HA A–. ,

, .

,

-.

2 ,

,

(. 3.5). 0 -

D -2, -

B

2B 0

B 2

( ) ,( )

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, ,HA 1( ) 1A

( ) ,

HA A– ( . (3.4)).

, -, HA HA HAA A A

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0,

350 400 450 500

D

B

A

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21

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) + = 0

*

81

0 HA HAA( ( )),D l C (3.1)

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0) – . (3.1) . 3.5,

* ( A = B = *), D * -

0 .,

.-

,

. -

, . ( – ),

, . -

.

3.1.5. .

., ,

– , . --

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H Ax y – , 1H Ax y – -.

,

, -:

82

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(H A )x y

ax y

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a (3.2)

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4 4HSO H + SO .

4HSO, – ,

24SO . ,

) , , .

:+ 2 + 3

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0A H A H A HA

HA HA HA 0

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a C f C

H.

1aK a f (3.3)

, f

1. f– , – . C

. (3.1)

0 HA HAA( ( )),D l C

.

, .

HA,

83

A.

=0 = 1 2–3 .

, , D D :

HA 0 0A, ,D l C D l C

0 < < 1 :

0 HA HA 0 HA 0 0 HAA A( ( )) ,D l C l C l C l C

,D D D D

A

0

.C D DC D D

(3.4)

(3.3) (3.4) . ,

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(3.5)

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2i i

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I – , i Zi – . -

. ,, -

. , ,

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84

.

3.2.

3.2.1. -1. -

, 2,4- ( )

2,6- ( ). , .

, , :

-

(3.7).

(3.4). – (3.6) -

f–. ,f– , K .

K:

– , , -

(0,1 < D < 1,4);–

, I. ,

I 0,01 ,

– (3.6);

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O2N

ONO2

O2N + H +

-

85

– -, -

.:

– - pH

;–

, ;– – – . -

;– .

:– ( );– ( );– ( ).

:

, - - 0,001

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3 0,3 I ( I) 200

15 . I pH = 4,3, , pH = 4,0,

. ,

0,02 . AcH :

(AcNa)pH lg (AcH) lg ,(AcH)a

CKC

15 , .

86

K (AcH) = 1,75·10–5. pH I « 4101»,

. II (pH = 4,1 pH = 3,8 ) I 50 ,

. pH . III (pH = 3,9 pH = 3,6 )

I 50 . 50 .

:

0,001 0,1 1 4,0 5 HCl

,

50

2 2,0 5 HCl3 1,0 5 HCl4 4,0 5 NaOH5 2,0 5 NaOH6 1,0 5 NaOH7 0,5 5 NaOH8 4,0 25 I9 4,0 25 II

10 4,0 25 III

, :

0,001 0,1 1 7,0 5 HCl

,

50

2 3,0 5 HCl3 1,5 5 HCl4 7,0 5 NaOH5 3,0 5 NaOH6 1,5 5 NaOH7 1,0 5 NaOH8 7,0 25 I9 7,0 25 II

10 7,0 25 III

87

220–500 300–550 .

l = 1 . .

-

. 1, 4, 8–10

1, . , -

( * *). 1–3 4–7

D1. . 3.4. – – .

D.

1.

3.4

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-- .

0,

.

D

.

, –1· –1

.

1

-.)

1

23

-.

)

4567

-2, . 3.4.

88

(3.7), , -.

1 2. . 3.5. K.

3.5

- pH I , lg f– Dlg

lg K K

1 2 1 2 1 2 1 2 1 2

148910

3.2.2. -2. -

, (

4'- -4- ).,

, :

,

. , .

N N

N(CH3)2SO3-

H+

N NN(CH3)2

SO3- + H +

89

-

(3.7). -

(3.4). – (3.6)

f–. , f– , K .

K , :– ,

,

(0,1 < D < 1,4);–

, I. ,

I 0,01 ,

– ;– -

.:

– pH

;–

, ;– – – . -

;– .

:– ( );– ( );– ( ).

:

90

1 HCl 0,1 NaOH 0,1

3 0,3 I ( I), pH = 3,9,

200 . -, . -

, 0,02 .

:( )pH lg ( ) lg ,( )a

C AcNaK AcHC AcH

K ( H) = 1,75·10–5. « 4101»

I, .

II (pH = 3,7) III (pH = 3,5) I 50 , .

pH . 0,2 -

50 .

50 ( ):

0,2 0,1 1 2,0 5 HCl

-

,

50

2 1,5 5 HCl3 1,0 5 HCl4 0,5 5 HCl5 2,5 5 NaOH6 2,0 5 NaOH7 1,5 5 NaOH8 1,0 5 NaOH9 2,0 25 I

10 2,0 25 II11 2,0 25 III

91

300–600 .l = 1 .

.

. 1, 6, 9–11

1, . , -

( * *). 1–4 5–8

D.

. 3.6. – – .D

.

1. 3.6-

1 = _____

-- .

-0,

.

D

.,

–1 –1 n

-.

1

234

-.

5678

-2, . 3.6.

92

(3.7), , -.

1 2. . 3.7.

3.7

- pH I , lg f– Dlg

lg K K

1 2 1 2 1 2 1 2 1 21691011

3.2.3. -3.

, 3,3

, ). , :

. 2

2 3HA + H O A H O .

MeBr

OH

Me2CH

SO3H

OMe

CHMe2

Br

C

MeBr

OH

Me2CH

SO2

Me

CHMe2

BrOH

C O

93

pH :2lg lg pH lg .

1afKf

(3.8)

-

pH (3.4). –

fi–:20,509lg .

1i

iZ If

I, pH fi–,

K .

:– ,

,

(0,1 < D < 1,4);–

, I. ,

I 0,01 ,

– ;-

.:

– - pH;

– , ;

– – – . -

;– .

94

:– ( );– ( );– ( ).

:

1,0 HCl 0,1 NaOH 0,1

( I)pH = 6,86

II (pH = 7,3) 50 I, NaOH. pH -

« 4101». 0,2

50 .-

50 ( ):

0,2 0,1 ,1 8,0 5 HCl

-

-,

50

2 6,0 5 HCl3 4,0 5 HCl4 2,0 5 HCl5 4,0 5 NaOH6 2,0 5 NaOH7 1,0 5 NaOH8 0,5 5 NaOH9 4,0 5 I10 4,0 5 II

95

220–700 . l = 1 .

.

. 3, 5, 9–10

1, .

( * *). 1–4 5–8

D . – – .

D.

1.. 3.8.

3.8

1 =___

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-,

.-D

.

, –1 –1

-.

1234

--

.2

5678

-2, . 3.8,

. HA A–.

96

(3.8), , -.

. 3.9. 3.9

- pH I , lg f– D lg lg K K

1 2 1 2 1 2 1 2 1 235910

K.

3.2.4. -4. -(II)

. ,

. -

, ,

. ,

.-

, , , . -

, .

97

, Al, Co, Cu, Fe, Mn, Ni . ,

:

Cu

OC

HC

C O O C

CH

CO

CH3

CH3

H3C

H3C

-, , -

, -.

-.

. ,

-.

-(II) -

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98

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Cu(acac)2,

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( ) [ ]Cu acac Py

Cu acac

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C Py.

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2 20 ( ) ( )Cu acac Cu acac PyC C C

2

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K Py

2

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1 [ ]Cu acac PyK Py C

CK Py

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(3.10) (3.9),

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D C lK Py

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[ ]

1 [ ]Cu acac Py Cu acac K Py

D D D C lK Py

. (3.11)

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, Cu(acac)2Py, [Py] CPy.

(3.11), 1/ D:

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1/ D 1/ Py:1 1

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-, ,

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1. 3 - 0,02 ,

3–5 . 2. , -

10 .

3. 10 ( - 20 ) .

4–12 . UV-mini-1240 Shimadzu,

, , -

. 3.4. Origin, -

( , ). ( )

D. . 3.10.

(3.12) 1/ D ( y) – 1/CPy ( ).

, A ( . (3.13)) -

. (3.14) K.

101

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1 02 103 204 305 406 507 608 709 8010 10011 12012 150

, 20–45 ° ). , -

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. ( , -

).

3.3. -1– -41. .2. .3. : , .

16 , -

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102

4. .5. , ,

.6. .

.7. .8. – . -

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.10. .11. (3.4). (

) D, D D ?12. .13. -4). ,

(3.12), , --

Cu(acac)2Py.

3.4. ( ) UV-mini-1240 Shimadzu

UV-mini-1240 , –

.

: -, ,

. -

. « » –

. – .

103

, -.

Mode Menu ( )., -

. F1 [Params], F2[Set], , , Enter.

, . -

, , Enter.

- (

). F1

[BaseCorr]..

- START / STOP.

-.

6. F4 [FileCurv], Curve file list (

). F2 [Save] Enter. -

?». « » OK Enter. ,

Enter. F1 [End].

-.

1. , UV Data Manager,.

2. Mode Menu, Return.

, F3[FileTrans]. File transfer.

Return.

104

3. UV Data Manager Connect. Port Select 1 OK.

, , Connect

Update. , .4. data2013 -

), . -,

UV Data Manager, Save

*.csv. – ,

Origin. *.ors, .

( _1.csv). Origin [10].

5.0 , -

UV-mini-1240 Shimadzu, . Origin

Origin .

(Worksheet).File, Import >

ASCII, . (Worksheet).

– .

, «B» . , -

Properties. , Column Label, ,

, OK. “Do you wish toautomatically display the column label?” “Yes”.

, ,File, New Worksheet.

. .

105

« », .

, Worksheet -, . Plot

Line. «A»X, ,

. «B»Y OK. ,

– , . , X(Y) axis title

, , .,

Graph (, Worksheet), Add plot to layer > Line.

, Worksheet, . «A» X, «B» – Y Add.

Worksheet. , -

, OK. : «B» , –

, .

Project, File,Save as, . C

: 2013\).

.

ThermoSpectronic ThermoSpectronic -

. ( )

5 . Utility. –

Utility . . , .

106

. .

« » « »

, -

( , .),

.test

. scanning

Stored Tests .Load internal Test. -

,

, 2).. Data File

Name, Enter. , .

. . Enter

Accept name.

Run test. « »

Collect Baseline..

. « »,

. MeasureSample. .

. , ,

( 1, 2, 3 . .).

107

. , , 1 10.

-. data2013 ),

. .

Agilent 8354.

.

(Instrument 1 online). Operator

Name and Password – Cancel.

-

, UV Vis (

Vis – UV ). ,

Lamp On.

Lamp Off.blank (

). , .

, . 15–20-

. . ,

, . .

-. Sample. -

. , .

108

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-

. .Delete Selected Sample

).Setup

, .

Math ( , ) -. – Add

Subtract ( ). -Add Subtract. ,

, , .

( ) , . : >

HpChem > [1] > Data > [ ].

. : [ -2_Ivanov].,

( ),File, Save

109

Sample As. . 6 ,

-.cd. ( -

) , File > Save > SelectedSample As.

. ASCII,

Origin, , . -

, File > Export Selected Spectrum As -.csv ( ASCII ,

). , .

, , -.

, ( ),

File > Load Sample. , .

.,

, « ».

Cary-50-

,,

Scan)

. ,

Setup

. Y, « »,

110

. , Scan ControlsSimple – Medium.

Overlay data, .

Baseline Baseline Correction. ,Accessories .

Reports , . ,

, : “User data form”,“Graph”, “All traces”, “All picks”. Autoconvert

Select for ASCII(csv), - Origin

. Auto store Storage on(promt at start). OK, .

. Baseline, OK.

, 2–3 . ,

.-

Start. -.dsw.

Save OK. . ,

– .

, OK.

Finish . .

, . ,

, Pick labels ., Print OK.

.

111

-1– -4. . : .

. .: , 1987.., ., .

/ . . . . . .: , 1992.. . : . -

. : , 1991. / . -

, . , . ; . . . . . .: ,1979.

: 2 . / . . ; . .. . . .: , 1976. . 1.

. .URL: http://physics.nad.ru/Physics/Cyrillic/DG10/DG.htm

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112

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4.1.1.

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117

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118

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. 4.4.

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J , J. ,

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, -

, = 1 – 100 –1.

120

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121

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122

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J = 1. .

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( ) 1/ 2 1 .

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J

E EB J J

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1 0

1 1 0 1 0

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123

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20

1 0

1 0 1 0

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B B J B B J(4.5)

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, ( . . 4.5).J -

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0 2 2 ,R B BJ

0 2 .P BJ

2 , .

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2 ,R PF J J J

2 1 1 ,R PF J J J

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. 4.6, 2F 2F – P- R- , ( 2F ) ( 2F )

. . 4.6 , –1, . ,

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2F:

2 21 01 14 , 42 2

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124

, 2F(J) (J + 1/2). 2F

2F , 1B 0B .,

. (4.6) :22 4 8 1 2 ,

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B D JJ

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, b –

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, (4.6). NO (4.6) B,

(4.7) . -1.

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4.2.1. « » ,

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125

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2

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133

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, 298,15 1000 2000q . 71,6 240,2 480,4

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1/ 21 2 32

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, q . -,

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– , -.

134

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3. ( , = 2358,0 –1):

, 298,15 1000 2000q . 1,0000 1,0348 1,2245

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ln .qA NkT NkTN

-,

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ii

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136

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137

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;– ;– -

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1. - Varian 640-IR ( Specord IR-75).

Varian 640-IR ,

, . “Specord IR-75”

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.!

!3.

1 , NO, HCl, CH4, C2H2 . – ).

, 0,5–1 ( -

100 100 ).4.

.5. Varian 640-IR -

, , ,

138

. ,

.6. Specord IR-75

, , ,

. ,

, –1.7.

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R- P- . -2F 2 F .

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.9. .

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(4.7), . , -

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, , , 0–0-

139

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1/22

3/2. , 2

, .

. 4.12. NO

NO, -,

. 4.1. (CO2, N2O,

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. -, -

.

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- NO2

. ,

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2 02

1P

P PKP

2 2

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140

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2NO2 N2O4.

:– Varian 640;– ;– 1 ;– ;– .

1 .

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. --

. NO2 , -

.

141

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;4) ;5) ;6) .

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. : 1 – , 2 – , 3 – , 4 – .

. 4.13.

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1 ( 90°). .

, 200 . 6–7 20–200 .

3. NO2 -, NO2

142

, . , NO2, , 2.

4. , 1 , , -

NO2. , -, -

, , .

400–2000 –1. 1530–1780 –1.

- NO2 (1620 –1) (1732 –1).

. .KP -

f, - (4.11).

:– ;– KP

298 ;– P1 P2 P, -

KP;– (4.11);– KP, -

.

P1 P2 P. ,

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4.5. 1.

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2. . , .

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143

3. Q- (0–0- ), Q- ?

4. CO CO2 , O2 – . ?

5. ? ?

6. : ?

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8. . .9. .10. ( -2.)

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-1 -2. . .: , 1985.

. . // (ScientificAmerican, ). 1989. 8. . 48.

. . . .: ,1980.

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2 . ,, 0

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SM . - 2(2S+1)-

12S

144

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2/32 .

J , (4.12) 3BQ- P- R- -

NO, ( , B1 B0) Q-

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145

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. . . . ( .. .: , 1989).

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NO. 2 1S

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CO 2169,812 13,289 1,128 14,5 1,93

H35Cl 2990,95 52,819 1,275 2,64 10,606

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147

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1–5. Elsevier, 2003–2008.

5.1

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…………………………...……….... 111 3.1 …………………………………………………… 111

4. . - …………………………………………………. 112

4.1. ………………... 1144.2. ……………………... 1244.3. …………….... 131

4.4. -1 -2 ……………………… 137

236

4.5. ……………………………………… 142 ………………………….………… 143

4.1 …………………………………………………. 143 4.2 …………………………………………………. 146

5. …………………………………. 147

5.1. , , ………………... 1475.2. -1– -3 …………………….…….. 1645.3. ……………………………………… 177

……………………………….…… 178 5.1 …………………………………………………. 178

6. ………………………………………………… 179

6.1. ………………… 1796.2. -1– -4 …………………………… 1906.3. …………………………………….. 208

……………………………………. 209

7. . - ……………………………………………………… 210

7.1. ……………………………………. 2107.2. . ………… 2137.3. ……………….. 2157.4. -1 -2 ………………………. 2177.5. …………………………………….. 225

8. . - . …………………………….. 226

9. ………….…….. 229

10. …………………………... 233

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1

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24.04.2013 . 60 84 1/16 .

.- . . 14,8. . . . 13,7. 150 . 133

.630090, -90, . , 2.