Studies on Polymerization of Metal Anion (III). The Temperature Effect on Polymolybdate Ions Equilibrium in 1 M $NaCIO_4$ Solution

Metal Anion Polymerization에 관한 연구 (제3보). The Temperature Effect on Polymolybdate Ions Equilibrium in 1 M $NaClO_4$Solution

  • Sang Woon Ahn (Department of Chemistry, ChunBuk National University) ;
  • Eui Suh Park (Department of Chemistry, ChunBuk National University)
  • 안상운 (전북대학교 문리과대학 화학과) ;
  • 박의서 (전북대학교 문리과대학 화학과)
  • Published : 1973.06.30

Abstract

The temperature effects on the equilibria between polymolybdatd anions in 1M sodium perchlorate solution has been investigated in the temperature range of 20~50$^{\circ}$C. The polymolybdate anions formed are heptamolybdate ($Mo_7O_{24}^{6-}$) ions and the protonized forms of heptamolybdate ions ($H_LMo_7O_{24}^{(6-L)-}$). The equilibrium constants for the formation of heptamolybdate ions calculated by Sillen's method are as follow;$8H^{+}+7MoO_4^{2-}=Mo_7O_{24}^{6-}+4H_2O$, $k_{7.8}=2.77{\times}10^{53}:20^{\circ}C= 9.29{\times}10^{51}:40^{\circ}C$,$k_{7.8}= 4.22{\times}10^{52}:30^{\circ}C = 9.29{\times}10^{51}:50^{\circ}C$ The enthalpy change for calculated for the above reaction is 31.51 kcal/mole. A method of calculation of the equilibrium constants for the formation of protonized heptamolybdate ions from heptamolybdate ions and hydrogen ions has been derived. The equilibrium constants calculated for the formation of protonized heptamolybdate ions are as follow; $ LH^++ Mo_7O_{24}^{-6} = H_LMo_7O_{24}^{(6-L)-} : L = 1\;or\;2$, $k_1 = 2.31{\times}10^4=2.53{\times}10^4=2.76{\times}10^4= 3.10{\times}10^4$, $k_2 = 6.19{\times}10^7\;20^{\circ}C = 7.80{\times}10^7\;30^{\circ}C = 1.22{\times}10^8\;40^{\circ}C = 2.03{\times}10^8\;50^{\circ}C$The enthalpy change for the following step reactions are as follow;$H^{+}+Mo_7O_{24}^{6-}= HMo_7O_{24}^{5-}\;{\Delta}H^{\circ}=1.90 kcal/mole$, $2H^{+}+Mo_7O_{24}^{6-}=H_2Mo_7O_{24}^{4-}\;{\Delta}H^{\circ}=7.50kcal/mole$

1M $NaCIO_4$용액에서 다중몰리브덴산염 음이온 평형에 대한 온도의 영향을 20~50$^{\circ}$C온도 범위 내에서 고찰해 보았다. 이 온도 범위에서 생성된 다중몰리브덴산염 음이온은 평형 온도에 관계없이 헵타몰리브덴산염($Mo_7O_{24}^{-6}$) 이온과 헵타몰리브덴산염의 양성자화된 꼴($H_LMo_7O_{24}^{(6-L)-}$) 이었다. 실렌의 방법을 사용하여 계산한 헵타몰리브덴산염 형성에 대한 평형상수는 지적한 평형 온도에서 각각 다음과 같다. $8H^{+}+7MoO_4^{2-}=Mo_7O_{24}^{6-}+4H_2O$, $k_{7.8}=2.77{\times}10^{53}:20^{\circ}C= 9.29{\times}10^{51}:40^{\circ}C$,$k_{7.8}= 4.22{\times}10^{52}:30^{\circ}C = 9.29{\times}10^{51}:50^{\circ}C$ 위 반응에 대하여 반트호프 방정식을 이용하여 계산한 엔탈피 변화는 31.50kcal/mole이었다. 프로톤화헵타몰리브덴산염 이온 형성에 대한 평형상수 계산법을 유도하여 프로톤화헵타몰리브덴산염 형성에 대한 평형상수를 계산하였으며 그 결과는 다음과 같다.$ LH + Mo_7O_{24}^{-6} = H_LMo_7O_{24}^{(6-L)-} : L = 1\;or\;2$, $k_1 = 2.31{\times}10^4=2.53{\times}10^4=2.76{\times}10^4= 3.10{\times}10^4$, $k_2 = 6.19{\times}10^7\;20^{\circ}C = 7.80{\times}10^7\;30^{\circ}C = 1.22{\times}10^8\;40^{\circ}C = 2.03{\times}10^8\;50^{\circ}C$ 다음 단계 반응에 대하여 반트호프 방정식에 의하여 계산한 엔탈피 변화는 다음과 같다. $H^{+}+Mo_7O_{24}^{6-}= HMo_7O_{24}^{5-}\;{\Delta}H^{\circ}=1.900 kcal/mole$, $2H^{+}+Mo_7O_{24}^{6-}=H_2Mo_7O_{24}^{4-}\;{\Delta}H^{\circ}=7.500kcal/mole$

Keywords

References

  1. J. Inore. Nucl.Chem. v.9 Cannon
  2. J. Inorg. Nucl. Chem. v.9 Sasaki;Sillen;Lindquist
  3. Inorg. Chem. v.3 Aveston(et al.)
  4. J. Chem. Soc. v.1962 Cooper;Salmon
  5. J.Sci. Ind. Research v.208 Chori;Jain;Mitra
  6. Z Naturforsch v.208 Glemser;Honznagel;Ali
  7. Act. Chem. Scand. v.8 Sillen
  8. Act.Chem.Scand. v.18 Sasaki;Sillen
  9. Magy. Kem. Foly. v.74 Andras;Frano
  10. Ark. Kemi. v.31 Baldwin(et al.)
  11. Indion J. Chem. v.7 Jain;Jain
  12. 전북대학교 논문집, 자연과학편 v.14 Sangwoon Ahn
  13. Determination of Stability Constant Rossotti;Rossotti
  14. Thermodynamics Lewis;Randall
  15. Act. Chem. Scand. v.22 Arnek;Sziloid
  16. Acta. Chem. Scand. v.8 Hietman, S. E.;Sillen, L.G.
  17. Act. Chem. Scand. v.8 Sillen, L.G.
  18. Act. Chem. Scand. v.10 Rossotti, F.J.C.;E.H.S. Rossotti