8-оксихинолинат кадмия
Добрый день, уважаемые читатели.
Чуть ранее мы уже рассказывали вам о двух представителях органических люминофоров на основе 8-оксихинолина: 8-оксихинолинате алюминия и 8-оксихинолинате цинка. Сегодня мы поговорим ещё об одном их ближайшем родственнике - 8-оксихинолинате кадмия.
Для проведения опыта необходимо взять 0.3-0.5г нитрата кадмия(II) и растворить в 30-50 мл 70% этилового спирта. Далее в раствор необходимо добавить 2-5 мл 30% раствора серной кислоты и всё тщательно перемешать. Добавление серной кислоты, аналогично предыдущим опытам, необходимо для получения буферной среды на следующем этапе синтеза.
Вместо серной кислоты и чистого этилового спирта можно воспользоваться 2% раствором салициловой кислоты в 70% растворе этилового спирта т.е. воспользоваться салициловым спиртом.
Далее в раствор необходимо небольшими порциями добавлять 3-5% раствор гидроксида аммония (аммиака) и тщательно перемешивать до достижения pH равного 8-9. При этом из раствора будет выпадать осадок смеси гидроксида кадмия и нитрата аммония. В итоге после тщательного перемешивания получится однородная масса белого цвета.
Если в такой раствор добавить 0.5-1г 8-оксихинолина и тщательно перемешать, то в растворе образуется 8-оксихинолинат кадмия, обладающий флуоресцентными свойствами. После первого тщательного перемешивания необходимо раствору дать постоять 1-2 часа. При этом раз в 5-10 минут раствор снова необходимо тщательно перемешивать (в идеале лучше воспользоваться магнитной мешалкой).
Впрочем, 8-оксихинолин можно и даже лучше добавить в виде раствора в небольшом количестве органического растворителя. В этом случае процесс пошел бы быстрее, но это не отменяет необходимости тщательного перемешивания раствора и выдержки некоторого времени для полного протекания химических реакций.
Аналогично 8-оксихинолинату алюминия и 8-оксихинолинату цинка была предпринята попытка экстрагировать 8-оксихинолинат кадмия растворителем Р-4, содержащем в своём составе толуол.
После добавления 50-100 мл растворителя тщательно перемешивали полученную смесь в течение 3-5 минут, а после этого дали отстояться несколько часов и слили органическую фракцию.
По итогу получилось 2 фракции: растворимая и нерастворимая. Для пробы растворимая фракция была нанесена на косметический ватный диск (что бы посмотреть флуоресценцию в тонком слое) - данный опыт показан на фото ниже.
Хорошо видно, что растворимая фракция при засветке УФ-лампой имеет яркую жёлтую флуоресценцию. В подборке фото ниже показана растворимая фракция, слитая в отдельную стеклянную тару.
По фото хорошо видно, что растворимой фракции в данном эксперименте ощутимо больше, чем в случае с 8-оксихинолинатом цинка в тех же условиях (там растворимой фракции практически не было) и сравнимо с 8-оксихинолинатом алюминия. Цвет флуоресценции растворимой фракции - практически чисто-желтый. Цвет флуоресценции растворимой фракции 8-оксихинолината алюминия был практически зелёный.
Нерастворимая же фракция была несколько раз промыта водой, отфильтрована и высушена на чашке Петри. При засветке УФ-лампой нерастворимая фракция даёт яркую сине-зелёную флуоресценцию, что показано на фото ниже.
Более подробное изучение литературы по комплексам 8-оксихинолина с различными металлами выявило пару интересных моментов:
- В зависимости от условий проведения реакции могут образовываться 8-оксихинолинаты различной степени замещённости;
- Кроме разной степени замещённости некоторые комплексы могут иметь несколько полиморфных модификаций.
Таким образом, в зависимости от условий синтеза будут образовываться комплексы, имеющие различные физические свойства: растворимость в тех или иных растворителях, спектры поглощения и излучения и пр. В большинстве случаев будет образовываться целый ряд комплексов с доминированием тех или иных разновидностей.
В качестве буферной среды можно воспользоваться ацетатным буфером, который добавляется к раствору, содержащему ионы кадмия до получения нужного pH, а после этого добавить раствор 8-оксихинолина в органическом растворителе и произвести экстракцию 3-5 минут.
А на этом на сегодня всё. Спасибо, что дочитали до конца!