ТЕРМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА НИТРОПРОИЗВОДНЫХ ПОЛИХЛОРБИФЕНИЛОВ
Коваленко Д.А.(1), Рыжков О.В.(2), Быков
В.А.(1),
Куликова Т.В.(1), Горбунова Т.И.(2)
(1) Институт металлургии УрО РАН
620016, г. Екатеринбург, ул. Амундсена, д. 101
(2) Института органического синтезаУрО РАН
620066, г. Екатеринбург, ул. Софьи Ковалевской, д. 22
Полихлорбифенилы (ПХБ) относятся к стойким органическим загрязнителям и представляют опасность для окружающей среды и человека. Нитропроизводные ПХБ (ПХБ-NO2) относятся ко вторичным поллютантам, так как они могут образовываться спонтанно в естественных условиях. Данные о термической стабильности соединений ряда ПХБ-NO2 в литературе отсутствуют. Целью настоящего исследования является определение термических свойств ПХБ-NO2, синтезированных из ди-, три-, тетра- и пентахлорбифенилов.
ПХБ-NO2 получены стандартной реакцией нитрования смесью азотной и серной кислот (100 оС, 7 ч) с высокими выходами (95−99%) в виде смесей 1−6 (см. таблицу). Для сравнения синтезированы нитропроизводные на основе бифенила.
Состав смесей нитропроизводных
и их температуры начала сублимации (Тсуб.) и теплоты
сублимации (∆Hсуб.)
| № № смеси | Исходное соединение в реакции нитрования | Количество введенных NO2-групп (содержание компонентов, %) | Тсуб., оС | ∆Hсуб., Дж/г |
|---|---|---|---|---|
| 1 | бифенил | 3 (4.2); 4 (95.8) | 306 | 533.8 |
| 2 | 3,4-дихлорбифенил | 2 (19.9); 3 (80.1) | 298 | 273.2 |
| 3 | 2,4,5-трихлорбифенил | 2 (77.5); 3 (22.5) | 266 | 803.7 |
| 4 | 2,5,2',5'-тетрахлорбифенил | 2 (100) | 265 | 718.1 |
| 5 | 2,5,3',4'-тетрахлорбифенил | 1 (15.2); 2 (84.8) | 249 | 844.2 |
| 6 | 2,4,5,2',5'-пентахлорбифенил | 2 (100) | 263 | 450.2 |
Методами совмещенной термогравиметрии (ТГ) и дифференциально-сканирующей калориметрии (ДСК) установлено, что для всех смесей 1−6 характерен одностадийный процесс потери массы, сопровождающийся значительным эндоэффектом. Вероятно, при нагреве для смесей 1−6 имеет место процесс сублимации (см. таблицу), а не процесс плавления, обычно сопровождающийся экзоэффектами. Приведенные данные показывают, что в случае природных и техногенных катастроф, сопряженных с повышением температуры, ПХБ-NO2 будут перемещаться в пограничные слои атмосферы (тропосферу), характеризующиеся температурной инверсией и повышенной загрязненностью.
Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда № 25-23-00949, https://rscf.ru/project/25-23-00949/