XXXVIII. KÉMIAI ELŐADÓI NAPOK



Hasonló dokumentumok
XL. KÉMIAI ELŐADÓI NAPOK

XXXVII. KÉMIAI ELŐADÓI NAPOK

XXXVII. KÉMIAI ELŐADÓI NAPOK

XXXVI. KÉMIAI ELŐADÓI NAPOK

XXXVIII. KÉMIAI ELŐADÓI NAPOK

Szerkesztették Laufer Noémi SZTE TTIK Alkalmazott és Környezeti Kémiai Tanszék Endrődi Balázs SZTE TTIK Fizikai Kémiai és Anyagtudományi Tanszék

XXXVI. KÉMIAI ELŐADÓI NAPOK

XXXVI. KÉMIAI ELŐADÓI NAPOK

XL. KÉMIAI ELŐADÓI NAPOK

Feladatok haladóknak

Készítette: NÁDOR JUDIT. Témavezető: Dr. HOMONNAY ZOLTÁN. ELTE TTK, Analitikai Kémia Tanszék 2010

Főzőpoharak. Desztillált víz. Vegyszeres kanál Üvegbot Analitikai mérleg Fűthető mágneses keverő

Szerves Kémiai Problémamegoldó Verseny

1. feladat. Versenyző rajtszáma:

4. változat. 2. Jelöld meg azt a részecskét, amely megőrzi az anyag összes kémiai tulajdonságait! A molekula; Б atom; В gyök; Г ion.

Dr. JUVANCZ ZOLTÁN Óbudai Egyetem Dr. FENYVESI ÉVA CycloLab Kft

Előadás címe: A vörösiszappal szennyezett felszíni vizek kárenyhítése. Mihelyt tudjátok, hogy mi a kérdés érteni fogjátok a választ is Douglas Adams

6. változat. 3. Jelöld meg a nem molekuláris szerkezetű anyagot! A SO 2 ; Б C 6 H 12 O 6 ; В NaBr; Г CO 2.

Mikrohullámú abszorbensek vizsgálata

XXXVI. KÉMIAI ELŐADÓI NAPOK

Műszeres analitika II. (TKBE0532)

*, && #+& %-& %)%% & * &% + $ % !" #!$"" #%& $!#!'(!!"$!"%#)!!!*

XXXVII. KÉMIAI ELŐADÓI NAPOK

a réz(ii)-ion klorokomplexének előállítása...

1. feladat Összesen: 7 pont. 2. feladat Összesen: 16 pont

Pórusos polimer gélek szintézise és vizsgálata és mi a közük a sörgyártáshoz

1. feladat Összesen: 15 pont. 2. feladat Összesen: 10 pont

NEHÉZFÉMEK ELTÁVOLÍTÁSA IPARI SZENNYVIZEKBŐL Modell kísérletek Cr(VI) alkalmazásával növényi hulladékokból nyert aktív szénen

RIBOFLAVINUM. Riboflavin

Új vegyületek azonosítása lefoglalt anyagokból kihívások és megoldási lehetőségek

Szerves Kémiai Problémamegoldó Verseny

Általános és szervetlen kémia Laborelıkészítı elıadás I.

XXXVIII. KÉMIAI ELŐADÓI NAPOK

A feladatok megoldásához csak a kiadott periódusos rendszer és számológép használható!

1. Melyik az az elem, amelynek csak egy természetes izotópja van? 2. Melyik vegyület molekulájában van az összes atom egy síkban?

TALCUM. Talkum 01/2011:0438 [ ] DEFINÍCIÓ

Modern Fizika Labor. 11. Spektroszkópia. Fizika BSc. A mérés dátuma: dec. 16. A mérés száma és címe: Értékelés: A beadás dátuma: dec. 21.

Általános iskola (7-8. évfolyam)

VII. Fémorganikus reagens alkalmazása szerves kémiai szintézisekben. Tiofén-karbonsavak előállítása

1. változat. 4. Jelöld meg azt az oxidot, melynek megfelelője a vas(iii)-hidroxid! A FeO; Б Fe 2 O 3 ; В OF 2 ; Г Fe 3 O 4.

XXXVI. KÉMIAI ELŐADÓI NAPOK

1. B 6. C 11. E 16. B 2. E 7. C 12. C 17. D 3. D 8. E 13. E 18. D 4. B 9. D 14. A 19. C 5. C 10. E 15. A 20. C Összesen: 20 pont

1. feladat Összesen: 18 pont. 2. feladat Összesen: 9 pont

A SZTE KDI képzési terve

Mágneses módszerek a mőszeres analitikában

NUKLEÁRIS LÉTESÍTMÉNYEK LÉGNEMŰ 14C KIBOCSÁTÁSÁNAK MÉRÉSE EGYSZERŰSÍTETT LSC MÓDSZERREL

Ca(OH) 2 +CO 2 =CaCO 3 +H 2 O. CaCO 3 + hő =CaO+CO 2 ÉPÍTÉSI MÉSZ 1/2 ÉPÍTÉSI MÉSZ 2/2 A MÉSZ KÖRFOLYAMATA

Folyamatábra és anyagforgalmi diagram készítése

Szerves Kémiai Problémamegoldó Verseny

Természetes vizek, keverékek mindig tartalmaznak oldott anyagokat! Írd le milyen természetes vizeket ismersz!

Talcum Ph.Hg.VIII. Ph.Eur TALCUM. Talkum

3. A 2. igénypont szerinti készítmény, amely 0,03 törnego/o-nál kisebb. 4. A 3. igénypont szerinti készítmény, amely 0,02 tömeg 0 /o-nál kisebb

Versenyző rajtszáma: 1. feladat

Bihari Árpád Molnár Mihály Pintér Tamás Mogyorósi Magdolna Szűcs Zoltán Veres Mihály

Titrimetria - Térfogatos kémiai analízis -

XI. Fémorganikus fotokémia. A cisz-cr(co) 4 (CH 3 CN) 2 előállítása és reaktivitása

Általános és szervetlen kémia Laborelıkészítı elıadás IX-X.

EMELT SZINTŰ ÍRÁSBELI VIZSGA

CALCII STEARAS. Kalcium-sztearát

KÉMIA ÍRÁSBELI ÉRETTSÉGI- FELVÉTELI FELADATOK 2001 (pótfeladatsor)

KÖZSÉGI VERSENY KÉMIÁBÓL március 3.

Mikrohullámú abszorbensek vizsgálata 4. félév

7. Kémia egyenletek rendezése, sztöchiometria

NÁTRIUM-POLIAKRILÁT ALAPÚ SZUPERABSZORBENS POLIMEREK (SAP) ELŐÁLLÍTÁSA ÉS VIZSGÁLATA

Karbonát és szilikát fázisok átalakulása a kerámia kiégetés során (Esettanulmány Cultrone et al alapján)

Curie Kémia Emlékverseny 10. évfolyam országos döntő 2011/2012 A feladatok megoldásához csak periódusos rendszer és zsebszámológép használható!

Sav bázis egyensúlyok vizes oldatban

Kémiai reakciók. Közös elektronpár létrehozása. Általános és szervetlen kémia 10. hét. Elızı héten elsajátítottuk, hogy.

Pató Zsanett Környezettudomány V. évfolyam

Tárgyszavak: Diclofenac; gyógyszermineralizáció; szennyvíz; fotobomlás; oxidatív gyökök.

Kémiai alapismeretek 14. hét

Hogyan épül fel a sejtmembrán? Egyszerű modellek felépítése és vizsgálata

VIZES INFÚZIÓS OLDATOK TARTÁLYAINAK ELŐÁLLÍTÁSÁHOZ HASZNÁLT LÁGYÍTOTT POLI(VINIL- KLORID)-ALAPÚ ANYAGOK

Az infravörös spektroszkópia analitikai alkalmazása

SZAK: KÉMIA Általános és szervetlen kémia 1. A periódusos rendszer 14. csoportja. a) Írják le a csoport nemfémes elemeinek az elektronkonfigurációit

Aerogél alapú gyógyszerszállító rendszerek. Tóth Tünde Anyagtudomány MSc

Modern műszeres analitika számolási gyakorlat Galbács Gábor

Oldódás, mint egyensúly

Speciálkollégium. Dr. Fintor Krisztián Magyary Zoltán Posztdoktori Ösztöndíj TÁMOP A/ Nemzeti Kiválóság Program Szeged 2014

Vízben oldott antibiotikumok (fluorokinolonok) sugárzással indukált lebontása

Kémia OKTV 2005/2006. II. forduló. Az I. kategória feladatlapja

Név: Pontszám: / 3 pont. 1. feladat Adja meg a hiányzó vegyületek szerkezeti képletét!

EÖTVÖZET III. Az Eötvös József Collegium és az Eötvös Loránd Kollégium III. közös konferenciáján elhangzott előadások

SZABADALMI IGÉNYPONTOK. képlettel rendelkezik:

1. A VÍZ SZÉNSAV-TARTALMA. A víz szénsav-tartalma és annak eltávolítása

Az SZTE KDI képzési terve

KÉMIA ÍRÁSBELI ÉRETTSÉGI-FELVÉTELI FELADATOK 2004.

Kémia OKTV 2006/2007. II. forduló. A feladatok megoldása

RADIOAKTÍV HULLADÉKOK MINŐSÍTÉSE A PAKSI ATOMERŐMŰBEN

MŰANYAGOK ALKALMAZÁSA

Badari Andrea Cecília

Kémia OKTV II. forduló. A feladatok megoldása

Ivóvíz savasságának meghatározása sav-bázis titrálással (SGM)

Adatgyőjtés, mérési alapok, a környezetgazdálkodás fontosabb mőszerei

CLOXACILLINUM NATRICUM. Kloxacillin-nátrium

Mosópor vizsgálata titrálással

7. gyak. Szilárd minta S tartalmának meghatározása égetést követően jodometriásan

Összesen: 20 pont. 1,120 mol gázelegy anyagmennyisége: 0,560 mol H 2 és 0,560 mol Cl 2 tömege: 1,120 g 39,76 g (2)

GLUCAGONUM HUMANUM. Humán glükagon

Oldódás, mint egyensúly

Átírás:

Magyar Kémikusok Egyesülete Csongrád Megyei Csoportja és a Magyar Kémikusok Egyesülete rendezvénye XXXVIII. KÉMIAI ELŐADÓI NAPOK Program és előadás-összefoglalók Szegedi Akadémiai Bizottság Székháza Szeged, 2015. október 26-28.

Szerkesztették: Bohner Bíborka SZTE TTIK Fizikai Kémiai és Anyagtudományi Tanszék Mesterházy Edit SZTE TTIK Szervetlen és Analitikai Kémiai Tanszék ISBN 978-963-9970-64-9 2

KALCIUM- ÉS NÁTRIUM-IZOSZACHARINÁT ELŐÁLLÍTÁSA ÉS JELLEMZÉSE Dudás Csilla 1, Kutus Bence 1, Böszörményi Éva 1, Medvegy Petronella 1, Orbán- Gyapai Orsolya 3, Pálinkó István 2, Sipos Pál 1 1 Szegedi Tudományegyetem, Szerves Kémiai Tanszék, 6720 Szeged, Dóm tér 8. 2 Szegedi Tudományegyetem, Szervetlen és Analitikai Kémiai Tanszék, 6720 Szeged, Dóm tér 7. 3 Szegedi Tudományegyetem, Gyógyszerésztudományi Kar, Farmakognóziai Intézet, 6720 Szeged, Eötvös utca 6. Bevezetés A kis és közepes aktivitású radioaktív hulladékok hosszú távú tárolásának egyik lehetősége, hogy a radioaktív hulladékot betonba keverve egy mélyen a föld alatt levő tárolóban helyezik el (pl. kimerült bányákban). A beton pórusaiban jelenlévő vizes oldat ph-ja 12,0 és 13,3 között változhat, elsősorban a cement Ca(OH) 2 -taralma miatt. Ezek a körülmények a szerves anyagok, mint például a cellulóz melynek elsődleges forrása a hulladékként kezelt munkaruházat lebomlását eredményezik. A cellulóz lúgos közegű degradációjának fő terméke az izoszacharinát egy polihidroxi-karboxilát (1. ábra), ami lúgos közegben stabil komplexeket képez fémionokkal. Számos közlemény [1] számol be az izoszacharinát és különböző aktinoidák között kialakuló komplexekről, melyek csökkentik ezen fémionok szorpcióját a beton pórusaiban, így elősegítik a radioaktív magok geo- és bioszférába jutását. 1. ábra: Az α-izoszacharinát (a) és β-izoszacharinát (b) szerkezeti képlete (a) (b) A tárolók magas Ca-tartalma miatt a kalcium- és izoszacharinát-ion (ISA ) között kialakuló komplexek stabilitási állandóinak ismerete igen fontos, azonban a komplexek oldatbeli szerkezete, valamint a kalcium-izoszacharinát (Ca(ISA) 2 ) oldhatósága az irodalomban nem tisztázott. Kalcium-izoszacharinát előállítására alapvetően két módszer áll rendelkezésre: az egyik módszer [2] cellulóz, a másik módszer [3] laktóz lúgos közegben végbemenő átalakulásán alapul. Kalcium-izoszacharinátból nátriumsó előállítására többféle módszert is közöltek már: Chelex ioncserélő gyanta, [4] nátrium-oxalát, [5] nátrium-hidroxid, [6] nátriumkarbonát [7] segítségével is állítottak már elő nátrium-izoszacharinátot (NaISA). 42

Kísérleti rész Szilárd Ca(ISA) 2 -t Whistler és BeMiller eredeti receptje alapján, [1] kisebb-nagyobb módosításokkal állítottunk elő: 330 g D-laktóz-monohidrátot és 90 g Ca(OH) 2 -ot oldottunk 3 liter forralt vízben, majd három napig kevertettük a rendszert. A keletkezett szuszpenziót szűrtük, majd a szűrletet egy Büchi R-220 SE Rotavapor berendezés segítségével pároltuk be. A koncentrált oldatból kivált kalciumsót vízből kétszer átkristályosítottuk. NaISA-t Ca(ISA) 2 és Na 2 CO 3 reakciójával állítottunk elő: 50 ml, 5 g Ca(ISA) 2 -t tartalmazó vizes szuszpenzióhoz a sztöchiometrikus mennyiségnél kicsivel kevesebb Na 2 CO 3 -ot adtunk, a rendszert két napig kevertettük, majd az oldatot szűrtük, végül liofilizálással nyertünk kristályos NaISA-t. A kapott anyagokat porröntgen-diffraktometria (XRD), közép infravörös spektroszkópia (ATR-IR), mágneses magrezonancia spektroszkópia (NMR) és termogravimetria (TG) segítségével jellemeztük. Eredmények és értékelésük Whistler és BeMiller eredeti recepjtét [1] az alábbi pontokban módosítottuk, melyek elengedhetetlennek bizonyultak a nagy mennyiségű Ca(ISA) 2 előállítása során: az eredeti recept szerint a laktózt és Ca(OH) 2 -ot argonnal öblített vízben oldották, majd három napig állni hagyták. Az argonos öblítés helyett a víz forralása elegendőnek bizonyult a CO 2 eltávolítására. Emellett a három napos állás helyett elengedhetetlen volt a rendszer kevertetése, így lényegesen jobb hozamot tudtunk elérni, valamint az állás során keletkező szűrhetetlen, mézszerű szirup helyett így jól szűrhető elegyet kaptunk. A bepárlást követően kapott Ca(ISA) 2 röntgendiffraktogramját (2. ábra) és ATR-IR spektrumát (3. ábra) az első és második átkristályosítás után is felvettük. Jól látható, hogy a termék röntgendiffraktogramja és infravörös spektruma a két tisztítási lépést követően megegyezik, tehát megállapítható, hogy egyszeri átkristályosítás elegendő a termék tisztításához. A termék tisztaságát gravimetriásan ellenőriztük: 0,5195 g szilárd mintát 8 órán át 900 C-on izzítva 0,0731 g fehér színű anyagot kaptunk (CaO), ez alapján a kiindulási anyag 99,0 %- ban Ca(ISA) 2 -t tartalmazott (100 % tisztaság esetén a névleges tömeg 0,0724 g). Az infravörös spektrumon 3310 cm 1 -nél lévő sáv az O H rezgésekhez köthető, a 2965 cm 1 -nél megjelenő csúcsok pedig a C H rezgések. A karboxilátcsoportra jellemző aszimmetrikus és szimmetrikus vegyértékrezgés 1585 cm 1 -nél és 1387 cm 1 -nél jelenik meg. Az 1059 cm 1 -nél látható csúcs a C O nyújtórezgésnek tulajdonítható, míg a 841 cm 1 -nél és 706 cm 1 -nél jelentkező csúcsok a Ca OH vegyértékrezgésekhez tartoznak. 2. ábra: Egyszer és kétszer átkristályosított Ca(ISA) 2 röntgendiffraktogramja 43

Abszorbancia 3. ábra: Egyszer és kétszer átkristályosított Ca(ISA) 2 ATR-FTIR spektruma Kétszer átkristályosított CaISA 2 1585 1057 840 708 3310 2967 1385 1585 1059 841 706 Egyszer átkristályosított CaISA 2 3310 1387 2965 4000 3500 3000 1750 1500 1250 1000 750 500 Hullámszám (cm 1 ) Az előállított Ca(ISA) 2 -ról felvett 1 H NMR spektrum a 4. ábrán látható. A csúcscsoportok asszignálása a spektrum finomszerkezetének értelmezésével és a csatolási állandók kiszámításával történt. Az általunk felvett spektrum megegyezik az irodalomban fellelhető és a német kutatópartnereink (Karlsruhe Institute of Technology Institute for Nuclear Waste Disposal) által felvett spektrumokkal, a szintézis tehát sikeresnek mondható. Szennyeződésre utaló csúcsok nem jelentek meg a spektrumon. 4. ábra: Ca(ISA) 2 1 H NMR spektruma 44

A Ca(ISA) 2 nagy mennyiségű előállítása után a termék egy részét nátriumsóvá alakítottuk nátrium-karbonát segítségével. A NaISA-oldatról felvett 13 C NMR spektrum az 5. ábrán látható. A hat csúcs az izoszacharinát-ion hat szénatomjához rendelhető, szennyeződésre utaló csúcs nem jelent meg. A csúcsok azonosítása a 6. ábrán bemutatott 1 H 13 C HSQC NMR spektrum segítségével történt. 5. ábra: A NaISA 13 C NMR spektruma 6. ábra: A NaISA 1 H 13 C HSQC NMR spektruma Felvettük a szilárd NaISA ATR-IR spektrumát is, mely a 7. ábrán látható. Megfigyelhető, hogy a spektrum nagyon hasonlít a Ca(ISA) 2 spektrumára. A ujjlenyomat- 45

tartomány ugyan kevésbé strukturált, de itt is megjelennek az izoszacharinát-ionra jellemző O H, C H, karboxilát (aszimmetrikus és szimmetrikus), C O és fémion OH rezgések. 7. ábra: A NaISA ATR-IR spektruma a Ca(ISA) 2 színképével összehasonlítva Összefoglalás Az irodalomban található szintézismódszerek reprodukálásával, valamint különböző módosítások bevezetésével nagy mennyiségű, tiszta Ca(ISA) 2 -t állítottunk elő. XRD és ATR-IR mérések segítségével megállapítottuk, hogy egyszeri átkristályosítással megfelelő tisztaságú termék állítható elő, amit termogravimetriás és NMR-mérések segítségével támasztottunk alá. A Ca(ISA) 2 egy részét Na 2 CO 3 segítségével NaISA-vá alakítottuk. A NaISA-oldatról felvett 1 H, 13 C és 1 H 13 C HSQC NMR mérések segítségével azonosítottuk az egyes C-atomokhoz rendelhető csúcsokat. A NaISA IR spektrumát összehasonlítva a Ca(ISA) 2 színképével megállapítottuk, hogy ugyan az ujjlenyomat-tartomány a NaISA esetében kevésbé strukturált, a vegyületre jellemző rezgések megjelennek a spektrumon. Irodalomjegyzék [1] X. Gaona, V. Montoya, E. Colàs, M. Grivé, L. Duro, Journal of Contaminant Hydrology, 2008 (102) 217-227 [2] P.B. Shaw, G.F. Robinson, C.R. Rice, P.N. Humphreys, A.P. Laws, Carbohydrate Research,, 2012 (349) 6-11 [3] R.L. Whistler, J.N. BeMiller, in Methods of Carbohydrate Chemistry, Vol. 2. Reactions of Carbohydrates, Academic Press, New York, 1963 477-479. [4] L.R. Van Loon, M.A. Glaus, K. Vercammen, Acta Chemica Scandinavica, 1999 (53) 235-240. [5] R.P. Bontchev, R.C. Moore, Carbohydrate Research, 2004 (339) 2811-2816. 46

[6] H. Cho, D. Rai, N.J. Hess, Y. Xia, L. Rao, Journal of Solution Chemistry, 2003 (32) 691-702. [7] A. Allard, C. Ekberg, Journal of Solution Chemistry, 2006 (35) 1173-1186 47