Актуальные проблемы современной науки (стр. 1 )

РОССИЙСКАЯ МОЛОДЁЖНАЯ АКАДЕМИЯ НАУК

Посвящается 100 - летию

Самарского государственного

политехнического университета

Актуальные проблемы

современной науки

ЕСТЕСТВЕННЫЕ НАУКИ

Часть 8

ФИЗИЧЕСКАЯ ХИМИЯ,

физико-химический анализ

ТРУды

14-й Международной конференции - конкурса

«Актуальные проблемы современной науки»

16-21 декабря 2013 г.

Самара 2013

Министерство образования и науки РФ

Министерство образования и науки Самарской области

Российская молодёжная академия наук

Самарский государственный областной университет (Наяновой)

Поволжское отделение Российской инженерной академии

Национальная система развития научной, творческой и

инновационной деятельности молодёжи России

Самарское региональное отделение РХО им.

Департамент образования администрации г. Самары

Администрация городского округа Самара – комитет по делам молодёжи

Ассоциация вузов Самарской области

Муниципальное общеобразовательное учреждение

Лицей философии планетарного гуманизма городского округа Самара

Самарский государственный медицинский университет

Самарский государственный технический университет

Самарский государственный архитектурно-строительный университет

Самарская государственная академия культуры и искусств

ГОУ СПО Самарский медико-социальный колледж

Ижевский государственный технический университет

Курский государственный медицинский университет

Национальная академия государственного управления

при Президенте Украины, г. Киев

Новгородский государственный университет имени Ярослава Мудрого

Пермский государственный технический университет

Петрозаводский государственный университет

Среднерусский университет (гуманитарный институт)

Сибирский государственный технический университет, г. Красноярск

Тольяттинский государственный университет сервиса

Челябинская государственная медицинская академия

Южно-Уральский государственный университет

Группа компаний , г. Москва

Актуальные проблемы современной науки

ЕСТЕСТВЕННЫЕ НАУКИ

Часть 8

физическая химия, физико-химический анализ

ТРУды

14-й Международной конференции - конкурса

«Актуальные проблемы современной науки»

16-21 декабря 2013 г.

Самара 2013

Труды 14-й международной конференции - конкурса «Актуальные проблемы современной науки». Естественные науки. Часть 8. Физическая химия, физико-химический анализ. Самара: СамГТУ, СГОА(Н). 20с.

14-я международная конференция – конкурс «Актуальные проблемы современной науки» проводится по инициативе Российской молодёжной академия наук, главная цель которой заключается в консолидации сил молодого поколения для решения актуальных проблем современной науки, культуры, техники, промышленности и сельского хозяйства.

14-я Международная конференция - конкурс «Актуальные проблемы современной науки» посвящена 100 – летию Самарского государственного технического университета.

В заголовках работ приводится электронный адрес е-mail, по которому заинтересованные организации и лица могут устанавливать оперативную связь с авторами.

В сборнике трудов представлены материалы исследований по секции «Физическая химия. Физико-химический анализ».

Ответственный редактор – гл. координатор Российской молодежной академии наук,

Заслуженный деятель науки РФ, д-р хим. наук, проф.

РЕДАКЦИОННАЯ КОЛЛЕГИЯ:

ТРУНИН А. С. – ПРОФ., Д. Х.Н.

ВИННИК Д. А. – К. Т.Н., координатор, руководитель отделения росман г. ЧЕЛЯБИнсКА

МОРГУНОВА О. Е. –ДОКТОРАНТ, К. Х.Н.

КАТАСОНОВА Е. А. – АСПИРАНТ СамГТУ

N 1031-8	© Российская молодёжная академия наук, 2013 © Самарского государственный технический университет, 2013
	© Самарская государственная областная академия (Наяновой), 2013

СОДЕРЖАНИЕ

Секция ФИЗИЧЕСКАЯ ХИМИЯ,

ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ

	Стр
САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ - ОДИН ИЗ СТАРЕЙШИХ ВУЗОВ ПОВОЛЖЬЯ (Самарский государственный технический университет, г. Самара),e-mail: [e-mail]	8
, , , ТЕПЛОТЫ ПЕРЕХОДА СТЕКЛО-КРИСТАЛЛ В СИСТЕМЕ ГАЛЛИЙ-МЫШЬЯК-ТЕЛЛУР. (Балтийский федеральный университет им И. Канта, Калининград), e-mail: [e-mail]	12
, ВЛИЯНИЕ ХАРАКТЕРА ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ КОМПОНЕНТОВ НА ИНФРАКРАСНЫЕ СПЕКТРЫ СПЛАВОВ СИСТЕМЫ НАФТАЛИН – СЕРА (Балтийский федеральный университет им И. Канта, Калининград), e-mail: [e-mail]	16
, ИССЛЕДОВАНИЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ КОМПОНЕНТОВ СПЛАВОВ СИСТЕМЫ СЕЛЕН-ТЕЛЛУР МЕТОДОМ РЕНТГЕНОФЛУОРЕСЦЕНТНОЙ СПЕКТРОСКОПИИ (Балтийский федеральный университет им И. Канта, Калининград), e-mail: [e-mail]	20
, С, КАЛИБРОВКА УСТАНОВКИ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОГО - ТЕРМИЧЕСКОГО АНАЛИЗА ДТА – 1СА (СамГТУ, г. Самара), e-mail: [e-mail]; [e-mail]; [e-mail]	23
Катасонова В. КАЛИБРОВКА УСТАНОВКИ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОГО - ТЕРМИЧЕСКОГО АНАЛИЗА ДТА – 24 (г. Самара, СамГТУ), e-mail: [e-mail]	30
, , ПОЛУЧЕНИЕ ПРОДУКТОВ ИЗ НЕФТЯНЫХ АСФАЛЬТОВ И ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ИХ В РАЗЛИЧНЫХ ОТРАСЛЯХ ОТЕЧЕСТВЕННОГО ПРОИЗВОДСТВА (СГУ им. , Саратов), e-mail: [e-mail]	35
А, Н, ГИДРОФОБНЫЕ ЗАПОЛНИТЕЛИ НА ОСНОВЕ КРЕМНИЙОРГАНИЧЕСКИХ ЖИДКОСТЕЙ ДЛЯ ВОССТАНОВЛЕНИЯ КАБЕЛЕЙ СВЯЗИ (Саратовский государственный университет имени , г. Саратов),e-mail: [e-mail]	39
, , Б., ОПРЕДЕЛЕНИЕ УДЕЛЬНОЙ ПОВЕРХНОСТИ, ПОРИСТОСТИ, АДСОРБЦИОННОЙ ЁМКОСТИ АМОРФНЫХ НЕОРГАНИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ ИЗВЛЕЧЕНИЯ КАТИОНОВ ТЯЖЁЛЫХ МЕТАЛЛОВ. (Саратовский государственный университет имени , г. Саратов), e-mail: [e-mail]	42
, ФОРМИРОВАНИЕ И УСТОЙЧИВОСТЬ НАНОРАЗМЕРНЫХ ЧАСТИЦ МЕДИ И СЕРЕБРА В МАТРИЦЕ ПЕРФТОРИРОВАННЫХ СУЛЬФОКАТИОНИТОВЫХ МЕМБРАН(КубГУ, Краснодар), e-mail: [e-mail]	46
, ИССЛЕДОВАНИЕ ТОПОЛОГИИ СИСТЕМЫ KNO3 - K2SO4 МЕТОДОМ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОГО ТЕРМИЧЕСКОГО АНАЛИЗА. СНИЦ им. , СамГТУ, г. Самара, [e-mail], [e-mail]	48
, , ДОВЕРИТЕЛЬНОЕ ОЦЕНИВАНИЕ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНО-ТЕРМИЧЕСКОГО АНАЛИЗА KNO3 ПО ТмА (СГАСУ, г. Самара; СНИЦ им. СамГТУ, г. Самара),e-mail:[e-mail], [e-mail], [e-mail].	52
, , ФЕНОМЕН СТАЦИОНАРНОСТИ ПО ДАННЫМ ДТА РЕПЕРНЫХ ВЕЩЕСТВ ПОСЛЕ ИЗОВЫДЕРЖКИ ПРИ РАЗЛИЧНЫХ ТЕМПЕРАТУРАХ. (СГАСУ, г. Самара; СНИЦ им. СамГТУ, г. Самара), e-mail:[e-mail], [e-mail], [e-mail].	58
ФЕНОМЕН СТАЦИОНАРНОСТИ ТЕМПЕРАТУР Г. П.ДОРОШКО ПО ДАННЫМ ДТА KNO3. (СНИЦ им. СамГТУ, г. Самара),e-mail: [e-mail]	62

Секция: ФИЗИЧЕСКАЯ ХИМИЯ,

физико-химический анализ

САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ

УНИВЕРСИТЕТ - ОДИН ИЗ СТАРЕЙШИХ ВУЗОВ ПОВОЛЖЬЯ

(Самарский государственный технический университет, г. Самара),

e-mail: [e-mail]

Самарский государственный технический университет (СамГТУ) - одно из старейших учебных заведений Поволжья со своими традициями и историей.

Впервые о необходимости создания в Поволжье учебного заведения технического профиля заговорили в середине 90-х годов XIX века. Тогда министр земледелия Александр Ермолаев обратился к самарскому губернатору с предложением обсудить вопрос о возможности открытия в городе политехнического института. Но только 3 июля 1914 года законопроект об учреждении в Самаре политехнического института был одобрен Государственной думой и Госсоветом, а император Николай II утвердил закон. Закон гласил: «На подлинном Собственную Его ИМПЕРАТОРСКОГО ВЕЛИЧЕСТВА рукою написано: «БЫТЬ ПО СЕМУ» [1,2], (рис.1.)

Рис.1. Закон «Об учреждении в г. Самаре политехнического института»

Основание и один из аргументов в пользу принятого решения - удобное географическое положение Самары. Город расположен в центре Поволжья, в узловом пересечении Великой Сибирской магистрали и Ташкентской железной дороги. К созданию в Самаре первого технического вуза были привлечены лучшие люди не только нашего города, но и России.

Первым ректором был назначен Павел Митрофанов - профессор Варшавского университета (рис.2.). В 1915 году в здание института пришли первые студенты [3].

Рис.2. Ректоры СамГТУ

Нельзя не отметить, что с первых дней создания университет славился лучшим профессорско-преподавательским составом (рис.3.) К выдающимся учёным и деятелям науки СамГТУ относится большая группа учёных [4], (рис.4.).

В 1917 году в институте появились два факультета - химический и механический. Однако Самарский политехнический институт так и не успел осуществить первый выпуск студентов: началась революция, затем - гражданская война, период восстановления. В середине 20-х годов новая власть поняла, что необходим не только рабочий класс, но и инженерные кадры. Для работы на предприятиях нужны были высококвалифицированные специалисты, поэтому по распоряжению Совнаркома в 1933 году был вновь открыт Средне-Волжский индустриальный институт. Статус государственного университета присвоен в 1992 г. [5,6].

В начале 1994 года был создан Научно-исследовательский институт проблем конверсии и высоких технологий (НИИ ПКВТ) при Самарском государственном техническом университете.

Рис. 3. Почётные профессора СамГТУ

В настоящее время СамГТУ - это более чем 20-тысячный коллектив студентов и преподавателей. Сегодня в университете работают более 90 докторов наук, профессоров, около 500 кандидатов наук, доцентов. На 65 кафедрах ведется подготовка бакалавров и магистров по 19 направлениям, 57 специальностям и более чем 90 приоритетным специализациям практически для всех отраслей промышленности. На всех факультетах и в филиале обучаются около 18 тысяч студентов по многоуровневой системе высшего технического образования. Важнейшим базовым принципом университета является единство обучения, научных исследований и инженерных разработок.

Рис.4. Выдающиеся учёные и деятели науки СамГТУ

СамГТУ — крупнейший научный технополис Среднего Поволжья. В его составе — 77 научных подразделений, в том числе два научно-исследовательских института: НИИ проблем надежности механических систем и НИИ проблем конверсии и высоких технологий. Существующие в университете докторантура, аспирантура и магистратура готовят квалифицированные кадры для высшей школы и научных учреждений.

В 2010 г. решением Учёного совета СамГТУ учреждён студенческий научно - исследовательский центр (СНИЦ). В нём проводится научно-исследовательская работа со студентами, начиная с первого курса, а также со старшеклассниками.

В университете созданы условия для активной жизнедеятельности студентов, для максимального удовлетворения потребностей студентов в интеллектуальном, культурном и нравственном развитии.

На базе СамГТУ созданы: молодёжный центр, спортивно-оздоровительный лагерь «Политехник», мультимедийная библиотека и многое другое.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1.  Колпаков об учреждении в Самаре политехнического института //Инженер.-2004.-№12.-С.3.

2.  Закон об учреждении в городе Самаре Политехнического института. Штаты Политехнического института в городе Самаре. Самара, 1915.С.3.

3.  Курятников по сему. Самара: Самар. гос. техн. ун-т, 2004. С.7-15

4.  О первом Куйбышевском втузе - Средневолжском индустриальном институте.

5.  С чего начинался Самарский политехникум //Инженер.-2004.-№11.-16ентября.-С.-3.

6.  Первые упоминания о ВУЗе //Молодой инженер.-1980.-5 марта. Об истории возникновения ВУЗа.

УДК 54-161.6:54-162

ТЕПЛОТЫ ПЕРЕХОДА СТЕКЛО-КРИСТАЛЛ В СИСТЕМЕ

ГАЛЛИЙ – МЫШЬЯК - ТЕЛЛУР

, , ,

(Балтийский федеральный университет им И. Канта, Калининград),

e-mail: [e-mail]

Халькогенидные стеклообразные полупроводники в современном мире являются крайне востребованным материалом в инфракрасной технике, электронике и в элементах памяти. В частности, в перезаписываемых лазерных дисках используются теллуридные стеклообразные пленки и запись информации связана с управляемым переходом стекло-кристалл. В настоящей работе термохимически исследован такой переход для сплавов системы Ga-As-Te. Определены тепловые эффекты реакций взаимодействия кристаллических и стеклообразных (закаленных и отожженных) образцов системы Ga-As-Te с азотной кислотой. Учитывая идентичность конечных продуктов реакции взаимодействия стеклообразных и кристаллических образцов одного и того же состава с азотной кислотой, рассчитаны теплоты перехода стекло – кристалл.

Образцы системы Ga-As-Te готовились сплавлением порошкообразных As и Te класса В–3 и Ga особой чистоты. Образцы синтезировались на кислородно-газовой горелке при температуре 950±50 °С с постоянным перемешиванием в течении 20 минут. Режим охлаждения состоял из двух этапов: закалки на воздухе до вязко-текучего состояния определяемого визуально, и закалки в ледяной воде с раскаткой расплава по внутренней поверхности ампулы. Затем образец делили на три части: первая оставлялась без изменений (закаленное стекло), вторая отжигалась в течении 30 часов при температуре ниже температуры стеклования на 50 °С (отожженной стекло), третья подвергалась кристаллизации при температуре соответствующей максимуму температуры кристаллизации, определенному по результатам термического анализа (кристалл). Полученные образцы исследовались рентгенографическим методом. Образцы закаленного и отожженного стекол всех исследованных составов оказались рентгеноаморфными. Были получены стекла следующих составов: AsTe3 (закал. cтекло), As0,8Ga0,2Te3 (закал. И отожж. стекло), As0,5Ga0,5Te3 (закал. и отожж. cтекло), As0,2Ga0,8Te3 (закал. и отожж. стекло), As1,5Ga0,5Te3 (закал. и отожж. стекло), AsGa0,2Te2 (закал. и отожж. стекло), AsGa0,2Te (закал. и отожж. стекло), а также кристаллические сплавы составов AsTe3, As0,8Ga0,2Te3, As0,5Ga0,5Te3, As0,2Ga0,8Te3, As1,5Ga0,5Te3, GaTe3. Исследовались также элементные кристаллические мышьяк и теллур. Состав кристаллических фаз и предполагаемый структурно-химический состав стекол системы Ga-As-Тe соответствует бинарным соединениям As2Te3 и Ga2Te3, а также элементным As и Te.

Определение тепловых эффектов реакции взаимодействия полученных образцов с раствором концентрированной азотной кислоты, разбавленной водой (1:1), осуществлялось с помощью стационарного калориметра при 25°С. Для каждого типа образца проводилось 6-8 параллельных опытов. Все требования к калориметрической реакции соблюдены. Полнота протекания процесса контролировалась отсутствием непрореагировавших продуктов реакции и воспроизводимостью калориметрических опытов. Результаты эксперимента представлены на рис. 1-3.

Рис. 1. Концентрационная зависимость теплового эффекта взаимодействия закаленных стекол системы Ga-As-Тe сечения AsxGa1-хTe3 с азотной кислотой

Рис. 2. Концентрационная зависимость теплового эффекта взаимодействия отожженных стекол системы Ga-As-Тe сечения AsxGa1-хTe3

с азотной кислотой.

Видно, что возрастание доли структурных элементов галлия приводит к увеличению теплоты растворения любого типа сплава сечения As-Ga1-хTe3. При получении стекол в жестких условиях охлаждения тонких слоев расплавов, у сплавов в центральной части области составов сечения As-Ga1-хTe3 будет наблюдаться максимум теплоты растворения при условии, что во всех случаях степень окисления у мышьяка меняется до +5, у теллура до +6 с сохранением степени окисления +3 у галлия.

Рис. 3. Концентрационная зависимость теплового эффекта взаимодействия кристаллических сплавов системы Ga-As-Тe сечения AsxGa1-хTe3 с азотной кислотой

В таблице представлены результаты эксперимента для сплавов сечения As-Ga0,5Te3. Оказалось, что теплота реакции взаимодействия кристаллов и стекол сечения As-Ga0,5Te3 с азотной кислотой в расчете на моль атомов для одного состояния материала не зависит от содержания мышьяка и от доли галлия. Это интересный факт, требующий внимательного изучения, учитывая то обстоятельство, что из рис. 1-3 видно, что увеличение доли структурных элементов на основе галлия приводит к возрастанию теплового эффекта.

Таблица

Тепловой эффект реакции взаимодействия кристаллических сплавов,

закаленных и отожженных стекол системы Ga-As-Тe

сечения As-Ga0,5Te3 с азотной кислотой

Состав	Q298, кДж/моль атомов	Состав	Q298, кДж/моль атомов
As0,5Ga0,5Te3 закал. стекло	246 ± 2	As1,5Ga0,5Te3 закал. стекло	246 ± 2
As0,5Ga0,5Te3 отож. стекло	230 ± 2	As1,5Ga0,5Te3 отож. стекло	226 ± 2
As0,5Ga0,5Te3 кристалл	216 ± 2	As1,5Ga0,5Te3 кристалл	217 ± 2

Рис. 4. Концентрационная зависимость теплового эффекта перехода закаленное стекло – кристалл у сплавов системы Ga-As-Тe

сечения As-Ga1-хTe3

Рис. 5. Концентрационная зависимость теплового эффекта перехода закаленное стекло – отожженное стекло у сплавов системы Ga-As-Тe

сечения As-Ga1-хTe3

Рис. 6. Концентрационная зависимость теплового эффекта перехода отожженное стекло – кристалл у сплавов системы Ga-As-Тe

сечения As-Ga1-хTe3

На рис. 4-6 представлены концентрационные зависимости теплот переходов закаленное стекло – кристалл, закаленное стекло - отожженное стекло, отожженное стекло – кристалл для системы Ga-As-Te. Видно, что для всех составов наиболее значительны теплоты перехода закаленное стекло – кристалл и указанные теплоты всегда возрастают с увеличением доли галлиевых структурных элементов. Теплоты перехода отожженное стекло – кристалл значительно меньше. Очевидно, что в процессе отжига происходят некоторые структурные изменения, увеличивается степень упорядочения структуры сплава и эти сплавы занимают промежуточное положение между образцами, полученными в режиме резкой закалки и кристаллами. Это не противоречит высказанному и в работе [1] утверждению, что условие синтеза образцов, отжиг, условия хранения оказывают значительное влияние на строение стеклообразных сплавов.

Выводы. Исследование теплот химического растворения и переходов стекло – кристалл у сплавов системы Ga-As-Te свидетельствует о значительных структурных перестройках при стекловании и кристаллизации, усиливающихся при возрастании содержания галлия в сплавах, что свидетельствует о перспективности галлийсодержащих стеклующихся халькогенидных сплавов для создания новых материалов для элементов памяти.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. , Стеклообразное состояние. – Л.: Наука. 1971, с. 37.

УДК 54-161.6:54-162

ВЛИЯНИЕ ХАРАКТЕРА ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ КОМПОНЕНТОВ

НА ИНФРАКРАСНЫЕ СПЕКТРЫ СПЛАВОВ

СИСТЕМЫ НАФТАЛИН – СЕРА

,

(Балтийский федеральный университет им И. Канта, Калининград),

e-mail: [e-mail]

Традиционно взаимодействие компонентов в бинарных и многокомпонентных системах исследуется с помощью дифференциально-термического анализа, благодаря которому устанавливаются температуры фазовых переходов. Исследуется зависимость указанных физических величин от химического состава сплавов систем, что составляет основу классического физико-химического анализа. Представляет особый интерес для физико-химического анализа использование других физических величин, в частности, частот валентных и деформационных колебаний химических связей исходных компонентов. В качестве модельной системы выбрана система «нафталин C10H8 - ромбическая сера S8». Эта система интересна тем, что в случае отсутствия химического взаимодействия между серой и нафталином проявляется эвтектический тип межфазного взаимодействия [1], а это в свою очередь позволяет использовать данную систему в качестве модельной для исследования процессов стеклования и аморфизации согласно эвтектоидной модели стеклования [2].

Исследуемые образцы системы C10H8 - S8, содержащие 0, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100 мол. % серы готовились методом горячего прессования смеси соответствующих порошков при температуре 70 0С под давлением примерно 600 атм.

Снятие ИК-спектров проводилось на ИК-Фурье спектрометре VERTEX 70 компании Bruker. Спектральный диапазон: 7500 – 370 см-1 со светоделителем KBr, детектором DTGS, окном KBr и источником среднего ИК-диапазона. В качестве прозрачной среды использовался бромид калия, в котором диспергировалось исследуемое вещество, а затем по известной методике изготавливалась с помощью ручного пресса пленка. Искомый спектр получался путем вычитания спектра чистого бромида калия.

Типичные инфракрасные спектры сплавов системы нафталин – сера, полученных методом горячего прессования, представлены на рис. 1 и 2, а в таблице – характеристики ИК-спектров всех исследованных сплавов. У сплавов, содержащих серу от 0 до 40 мол. % доминирует ИК-спектр, близкий к ИК-спектру нафталина, а у сплавов, содержащих от 50 до 90 % пропадает целый набор линий (см. таблицу).