配制氨基乙酸总浓度为0.10mol·l-1的缓冲溶液100ml,需氨基乙酸多少克
氨基乙酸的结构简式为NH2CH2COOH,相对分子质量为:75
n(氨基乙酸)=0.1mol.L-1*0.1L=0.01mol
m(氨基乙酸)=0.01*75=0.75g
在无水甲醇中,三乙胺催化下多聚甲醛碱性条件解聚,与甘氨酸、亚磷酸二甲酯发生曼尼希缩合反应,反应产物在浓盐酸溶液中水解得到草甘膦(PMG),整个流程为溶剂体系“一锅法”(one-pot process)流程。甘氨酸经由乙酸氯化,氨取代后制得;亚磷酸二甲酯由PCl3与无水甲醇制得,亚磷酸二甲酯制备过程中及曼尼希缩合产物盐酸水解过程中均副产氯甲烷,其已被回收作为有机硅聚合材料的原料.
以配100ml为例
所需要的甘氨酸的摩尔量为0.1X0.2=0.02mol
甘氨酸的相对分子质量为75.07g/mol
所以需要称量的甘氨酸的质量为75.07X0.02=1.5014g
即称取1.5014g甘氨酸,用水溶解后,用100ml容量瓶定用到100ml即可
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方法如下:
冰乙酸的浓度是17mol/L,假设要配置1000毫升1mol/L的醋酸,17*V=1*1000,V=58.8ml,将58.8毫升冰乙酸和941.2毫升水混匀即可。
乙酸钾又称醋酸钾,分子式是C2H3KO2,分子量为98.1423,该品用作脱水剂、纤维处理剂和分析试剂。无色结晶或白色结晶性粉末。易吸湿。易溶于水和乙醇(1g产品溶于0.5ml冷水、0.2ml沸水、2.9ml乙醇)。水溶液对石蕊呈碱性反应。0.1mol/L水溶液的pH为9.7。相对密度1.57。熔点292℃。低毒,半数致死量(大鼠,经口)3250mg/kg,加热分解时其中间产物为草酸钾,最终产物为碳酸钾。
一、实验用主要原料
高岭石:化学纯,上海五四化学试剂厂生产。使用时,在60℃下烘干48h。除此之外,未经过其他纯化处理。甘氨酸:分析纯,试验前未经过任何纯化处理;甲醇:分析纯。
二、高岭土-甘氨酸的制备
1)高岭土-二甲亚砜插层复合物(K-DMSO)的制备:称取12g高岭土悬浮于182ml的二甲亚砜(DMSO)和18ml水的混合溶液中,于室温下,搅拌48h,抽滤,将所得到的复合物在50℃的烘箱中烘干48h,得到粉末状样品。
2)高岭土-甲醇插层复合物(K-甲醇)的制备:将100gK-DMSO悬浮于120ml的甲醇溶液中,室温下连续搅拌3d,每24h更换1次甲醇溶液。反应完成后,高岭土-甲醇插层复合物的层间距为1.120nm(图5-15C)。
图5-15 高岭石、K-DMSO、K-甲醇、K-G的XRD对照图
A—高岭石;B—高岭土-二甲亚砜;C—高岭土-甲醇;D—高岭土-甘氨酸
3)高岭土-甘氨酸插层复合物(K-G)的制备:称取1gK-甲醇插层复合物,悬浮于10ml1mol/l的甘氨酸溶液中,在不同条件下搅拌24h,抽滤,得到高岭土-甘氨酸插层复合物。
三、结果与讨论[5]
1.高岭土-甘氨酸插层复合物的形成
图5-15A中高岭石的d001值为0.72nm,随着插层剂分子的进入,高岭石的d001峰强度减弱,并且出现新的峰,图5-15B中变为1.124nm,说明DMSO插入到了高岭石层间,撑大了高岭石的层间距。图5-15C中变为1.120nm,说明甲醇取代了DMSO分子,形成了K-甲醇插层复合物;随着甘氨酸分子的插入,图5-15D中的层间距增大为1.036nm,增加了0.315nm,表明甘氨酸分子已经进入高岭石片层间,这可以从红外光谱(IR)图谱分析中得到进一步证实。
2.红外光谱
IR分析发现:在高岭石中(图5-16B),3621cm-1的峰是高岭石晶层内羟基振动峰吸收的结果,而3695cm-1、3667cm-1和3654cm-1是内表面羟基的振动吸收的结果;如果插层剂分子进入高岭石层间,其内表面的羟基会受到扰动,但其内羟基则不受影响。在甘氨酸中(图5-16A),3166cm-1是-NH2的振动峰,2611cm-1是C-N振动峰,2126cm-1是羧基中OH的振动吸收峰的结果,1602cm-1是羰基的振动峰。本实验中,在高岭石与甘氨酸反应以后,高岭石的内表面羟基在3695cm-1处的振动吸收峰明显变弱,在3580cm-1、3402cm-1处形成2个新峰,而高岭石的内羟基特征振动吸收峰在3621cm-1揣没有变化(图5-16C)。3166cm-1、2611cm-1处的峰减弱,2126cm-1处的峰消失,而羰基的振动峰则迁移到了1626cm-1,显示甘氨酸分子中的N原子、羰基中的O原子参与了插层反应,其插层后所处的化学环境已经发生了变化。这些特征均说明甘氨酸分子已经插入到了高岭石的晶层间,其单体分子是通过O、N原子与高岭石层间的内表面羟基形成2个氢键而与高岭石键合的。
图5-16 高岭石、甘氨酸、K-G的IR图
A—甘氨酸;B—高岭石;C—高岭土-甘氨酸插层复合物
3.插层复合物的热稳定性
按制备方法制备样品,将样品置于101A-1型干燥箱中,分别于40℃、60℃、80℃烘干1h。结果表明:烘干温度在40℃、60℃出现双峰,强峰是甲醇的衍射峰,弱峰则对应的是甘氨酸,但其峰的强度越来越弱,说明K-G插层复合物的热稳定性不是很好,80℃时出现强度很弱的第三个峰(层间距为1.204nm),可能是甘氨酸分子在高岭石层间发生了少量的聚合,撑大了高岭石片层。
4CuSO4+6NaOH=Cu4(OH)6SO4+3Na2SO4,生成的是碱式硫酸铜沉淀,而不是氢氧化铜沉淀。
制备顺式二甘氨酸合铜的过程中乙醇的作用是减小产物在水中溶解度使其能大量结晶析出。