四水五硼酸铯及其饱和溶液的振动光谱分析

文章编号：!""#$!%&%（’""(）"!$"!"%$"( 四水五硼酸铯及其饱和溶液的振动光谱 刘志宏 （陕西师范大学化学与科学学院，陕西 西安 )!""%’） 关键词：振动光谱；五硼酸铯；硼氧配阴离子 中图分类号：*&%!+( 文献标识码：, ! 硼氧配阴离子存在形式及其相互作用受溶液 温度、-.值、总硼浓度及金属阳离子存在等多种 因素的影响。振动光谱［!］能有效地用于鉴定和 征固体硼酸盐，。近年来，/0$12和 23435光谱已 用于研究硼酸盐水溶液的结构［’$&］，但仅对溶解度 较大的硼酸盐才能获得基团特征振动频率。 23435光谱有利于测量高含硼水溶液中的样品而 没有在 /0$12光谱中的来自于水的干扰，硼酸盐 水溶液中的硼氧配阴离子存在形式可以通过差示 /0$12光谱技术［%］来研究。本文采用这两种物理 测试技术，研究了易溶性水合五硼酸铯及其饱和 溶液，分别对其 /0$12吸收波数和 23435 位移进 行了归属。提出了五硼酸铯饱和溶液中硼氧配阴 离子的存在形式及其与析出 678&*9·#.’*固相的 关系。 ! 实验部分 ! :! 试剂、仪器和测试 .(8*(，67’6*(，无水乙醇，无水乙醚等试剂为 ,+2+ :; < 43=$!6 全自动 > 射线衍射仪，?@ABC5$ DE4@A 0F,) 型热重分析仪（G’ 气氛，升温速度 !"H <4C5）。8AIB@A DJIC5K= && 型 /0$12谱仪（L8A 压片）；水溶液用 GCMKE@N GD>OP %)" /0$12红外光 谱仪，锗单晶片作样品载片，进行 /0$12光谱测试 时，纯水的 /0$12 光谱，并将其作为背底扣 除，得到水溶液中硼酸盐的差示 /0$12光谱。 GCMKE@N ,E4@Q3 ;C7-@A7CR@ 23435记录 23435光 谱仪（激光波长 &(’54，暴光时间 97）。固样放在 显微载样板上，暴光次数 !；液样则用石英玻璃管 装载，暴光次数 !%。 ! :’ 678&*9·#.’*及其饱和溶液的制备 分别称取 !#+!) Q 67’6*(和 !"+)& Q .(8*(加 入 !"" 4E 蒸馏水中，加热搅拌至沸腾，待 6*’ 完 全释放且溶液澄清后，用 # S砂芯漏斗过滤，清液 置于 ("H恒温槽中结晶，待析出固相一周后，抽 滤分离平衡液固样，母液即为该硼酸盐饱和溶液。 固样用无水乙醇洗 (次，无水乙醚洗 ’次，室温晾 干，置于干燥器中恒重。 ’ 结果与讨论 ’ :! 678&*9·#.’*的鉴定 合成样的 >2;谱衍射数据与相应 T6?;P 卡 （卡号：’’$!)&）一致。样品用甘露醇法测得 8’*( 含量为 #&+!(U（理论值为 ##+V)U），四苯硼化铯 重量法［)］测得铯含量为 (#+’)U（理论值为 (#+(#U）。0F曲线在 %&+’ W !#V+& W #""H范围内 失重 !9+#)U，对应于理论失水 !9+%’U。 ’ :’ 固样的振动光谱 参考文献［!］，对 678&*9·#.’*的振动吸收归 属如下： 在 /0$12光谱（图 !）中，(##&M4X !处强的吸收 峰为 *$.键的伸缩振动；!%#(M4X !处吸收峰归属 为 .$*$.键的弯曲振动；在 !(%’M4X !和 V’(M4X ! 处吸收峰分别为三配位硼氧键（8（(）$*）的反对称 和对称伸缩振动；!’’"M4X !处吸收峰归属为 8 X * X . 键的面内弯曲振动；在 !")%M4X !，!"’’M4X ! 第 !&卷第 !期 ’""(年 ’月 化 学 研 究 与 应 用 6Y@4CM3E 2@7@3AMY 35Z ,--ECM3NCK5 [KE :!&，GK:! /@\:，’""( ! 收稿日期：’""’$")$’V；修回日期：’""’$!"$"9万方数据 图 ! 固样的 "#$%&光谱 "’()! "#$%& *+,-./01 23 *24’5 *61+4, 和 778-19 !，7:8-19 !处吸收峰分别为四配位硼氧 键（;（:）9 <）的反对称和对称伸缩振动；=>?-19 ! 和 =@7-19 !处的吸收峰为 ;（@）$<键的面外弯曲 振动；A:!-19 !处的吸收为五硼氧配阴离子的特征 峰；A?!-19 !，:A7-19 !处的吸收峰为 ;（:）$<键的 弯曲振动。 图 B 固样的拉曼光谱 "’()B &616C *+,-./0C 23 *24’5 *61+4, 在 D*;A<8·:EB< 的 &616C 光谱（图 B）中，拉 曼位移在 :=!-19 !和 A?:-19 !处的弱吸收为 ;（:）$ <键的弯曲振动；在 A:>-19 !处的强吸收为五硼 氧配阴离子的特征峰，而在 %&中却较弱（这是由 于 &616C光谱与 %&光谱的物理机制不同，二者互 为补充。一般来说，分子振动对 %& 弱的，在 &616C中则较强。）；在 7=8-19 !处的中强吸收为 ; （:）$<键的对称伸缩振动；>?7-19 !处吸收峰为 ; （@）$<键的对称伸缩振动；@!@=-19 !，@:?7-19 !处 的强吸收为 <$E键的伸缩振动。 B )@ 液样的振动光谱 由于振动光谱在高波数范围内主要为溶剂水 的吸收，为此，只记录了该溶液在 @?? F B???-19 ! 范围内的 &616C光谱（图 @）和 :?? F B???-19 !范 围内的差示 "#$%& 光谱（图 :G）。参考文献［B 9 :］，对该溶液的振动光谱归属如下： 拉曼位移在 :A>-19 !和 :>B-19 !处吸收峰归 属为 ;@<@（=-19 ! 为 ;$<$E 键的面内弯曲振动； !=@?-19 !处吸收峰归属为 E$<$E键的弯曲振动。 红外吸收在 :8:-19 !处为 ;（:）$< 键的弯曲 振动；A:B-19 !为 ;A<=（7-19 !处吸 收峰归属为 ;@<@（=-19 !处 吸收峰归属为 E$<$E键的弯曲振动。 图 @ 液样的拉曼光谱 "’()@ &616C *+,-./01 23 4’H0’5 *61+4, 图 : 液样的差示 "#$%&光谱 "’(): I’33,/,C.’64 "#$%& *+,-./01 23 4’H0’5 *61+4, 比较液固样的 "#$%&光谱和 &616C光谱 可以看出，某一硼氧配阴离子在这两种谱中的特 征峰，在晶体中基本相同，溶液中不同。 根据以上光谱解析，该硼酸盐饱和溶液中存 在的硼氧配阴离子及其与结晶析出 D*;A<8·:EB< 固相的关系为： E@;<@ J EB !" # < ;（-?，>)@’;A BC#D;A，E-F)AA; E’-(-D<=/ ,""-)#. !"#’%$&/’&"0，!00:，16（6）：6534650/ ［8］胡满成，刘志宏，高世扬，等 /无机化学学报，6777，!9 （6）：6004573/ !"#$%&"’(%) *+,-&$’*-’+"- %(%).*"* ’/ 0*112:·3362 %(4 "&* *%&5$%&,4 %65,’5* *’)5&"’( %GH I’)4’<$* （&@’<-K;C)-A &@);$@;，&’-$?) L责任

安全质量包保责任状安全管理目标责任状8安全事故责任追究制幼儿园安全责任状占有损害赔偿请求权