Complex Formation Between Ferric Ion and Phosphoric Acid

김명순,손연수,김창홍,Kim Myeong Soon,Youn Soo Sohn,Chang Hong Kim Korean Chemical Society 1975 대한화학회지 Vol.19 No.5

Complex formation between ferric ion and phosphoric acid has been studied in the wide range of the acid concentration(0${\sim}40{\%}$) by uv-visible spectroscopy and by characterization of the isolated products. The electronic spectra of Fe(III)-containing phosphoric acid solutions exhibit two visible bands at 19.2 and 24.1 kK, which are characteristic of Fe(III)-phosphate complex formation. The measurements of acid concentration dependence of the opical density of the 24.1 kK band indicates the presence of two distinct forms of Fe(Ⅲ)-phosphate complexes possibly $[Fe(H_xPO_4)]^{x+}\;and\;[Fe_2 (H_xPO_4)]^{(3+x)+}$. The 1:1 complex has been isolated for characterization, and the phosphate ion was found to be coordinated to the metal in monobasic state whereas the isolation of the dimeric species was unsuccessful. 철(III) 이온과 인산간의 착물형성에 관하여 넓은 인산산성범위(0${\sim}40{\%}$)에서 가시부스펙트럼과 용액으로 부터 분리해낸 화합물을 검토함으로써 연구하였다. 철(III)함유 인산용액의 전자흡수 스펙트럼은 19.2kK 및 24.1kK에서 철(III)-인산 착물형성을 나타내는 두개의 가시부 흡수를 나타내었다. 24.1kK 밴드의 인산농도에 따른 흡광도 변화의 측정으로부터 아마도 $[Fe(H_xPO_4)]^{x+}\;및\;[Fe_2 (H_xPO_4)]^{(3+x)+}$등 두개의 형태가 틀린 철(III)-인산착물이 존재함을 알 수 있었다. 이들 두화합물중 몰비가 1:1인 착물은 고체상태로 분리하는데 성공하였으며 인산이온은 염기도 1인 상태로 금속에 배위되어 있음을 알 수 있으나, 이합체로 생각되는 화합물은 분리해낼 수 없었다.

Complex Formation of Uranium(VI) with Organic Phosphate Ligands in the Solvent Extraction System

도영규,손연수,Do Young Kyu,Sohn Youn Soo Korean Chemical Society 1978 대한화학회지 Vol.22 No.5

우라늄의 수용액 및 산성용액으로부터 추출제 DEPA 및 DPPA로 우라늄을 추출할 때의 메카니즘을 밝히기 위하여 추출 중에 형성되는 우라늄 착물을 분리, 유리한 후 적외선 스펙트럼, 핵자기공명 스펙트럼, 화확분석 및 분자량 측정결과 등을 이용하여 규명하였다. 우라늄은 추출과정에서 유기인산 에스테르인 추출제 DEPA 및 DPPA의 산성 수소와 이온 교환에의하여 킬레이트형의 우라늄 착물을 형성하며 DEPA의 경우 분자량이 약 $2.1{\times}10^4$인 고분자물질임을 알았다. 또한 이러한 유리된 우라늄의 착물은 추출중에 형성되는 착물과 동일함을 밝혔으며 추출제 DEPA의 경우 우라늄의 추출 분배계수는 수용액의 경우 제일 크고 산성 수용액인 경우 $H_3PO_4<H_2SO_4<HClO_4$의 순으로 증가함을 알았다. In order to elucidate the mechanism associated with the solvent extraction of uranium(VI) using DEPA and DPPA as extractant the uranium(VI) complexes formed during the solvent extraction were isolated and characterized by means of IR, NMR, chemical analysis and molecular weight determination. It has been found that uranium(VI) replaces the acidic hydrogen ions of the extractants DEPA and DPPA to form chelated polynuclear complexes, the molecular weight of U(VI)-DEPA complex being $2.1{\times}10^4$. The isolated U(VI)-DEPA complex has been found to be the same chemical species as is formed during the solvent extraction process. In case of DEPA the distribution coefficient of uranium is the largest of the pure aqueous uranium solution and is increasing for the acidic solutions in the order of $H_3PO_4<H_2SO_4<HClO_4$.

유동화 반응조에서의 인산석고의 탈수반응에 관한 연구

박일현,인신환,손연수,Il Hyun Park,Shin Hwan Ihn,Youn Soo Sohn 대한화학회 1980 대한화학회지 Vol.24 No.4

국산 인산 폐석고를 유동화 반응조건에서 반응온도를 90∼$180^{\circ}C$, 알칼리 첨가량을 0∼5%로 바꾸어가며 뱃치식으로 탈수반응시킨 후 생성물을 X-선 회절, 시차열법분석 등으로 확인하고 혼수량, 압축강도 등 물성들을 측정 비교하였다. 유동화 반응조에서의 탈수반응은 매우 균일하게 연속적으로 진행되면 반응조의 온도가 90$^{\circ}$인 경우에는 이수석고의 탈수반응은 반수석고까지만 진행되나 그 이상의 온도에서는 무수석고까지 탈수반응이 계속됨을 알 수 있었다. 반응조의 온도를 140$^{\circ}$이상 예열 고정하고 석고를 투입하면 반응조의 온도는 일단 떨어졌다가 초기 온도인 140$^{\circ}$에 도달하게 되므로 실제 석고의 탈수반응은 이 예열 고정온도보다 낮은 온도에서 상당량이 일어나며 특히 반응조의 예열 고정온도가 160$^{\circ}$ 이상인 경우에는 대부분의 탈수반응이 반응조의 초기 예열 고정온도에 도달하기 이전에 일어나며 이수석고에서 반수석고로의 전환은 140$^{\circ}$부근에서, 반수석고에서 무수석고로의 전환은 160$^{\circ}$ 부근에서 일어남을 알 수 있었다. 인산 폐석고에 대한 수산화칼슘의 첨가효과는 .$Ca(OH)_2/P_2O_5$의 무게비가 3.2인 때 가장 우수한 물성을 나타내었다 A domestic phosphogypsum was calcined in a batch type fluidized bed reactor at various reaction temperatures ranging 90∼180$^{\circ}$ without and with an alkaline additive amounting up to 5% of gypsum, and physical properties of the resultant products were compared following their characterization by X-ray diffraction pattern and DTA. It has been found that dehydration reactions were uniformly carried out in the fluidized bed reactor and only hemihydrate was obtained at 90$^{\circ}$ whereas at higher temperatures dehydration reaction progressed further. When gypsum was charged to the reactor preheated at over 140$^{\circ}$, a considerable degree of dehydration occurred before the reactant reached the initially set reactor temperature and in particular, at over 160$^{\circ}$ most of dehydration reaction was performed prior to the present reactor temperature. However, it has been found that gypsum mostly transforms into hemihydrate around the reactant temperature of 140$^{\circ}$ while transformation into anhydrite mostly occurs around $160^{\circ}C.$ When calcium hydroxide was added to gypsum in the reactor, the optimum physical properties of the calcined product were obtained at the weight ratio of $Ca(OH_2)/P_2O_5$ = 3.2.

Organotitanium Chemistry II. Solvolytic Reaction of Dichlorodiacetatotitanium (IV) with Various Alcohols

이후성,어용선,손연수,최규원,Hoo Sung Lee,Young Sun Un,Sohn Youn Soo,Choi Q. Won Korean Chemical Society 1973 대한화학회지 Vol.17 No.3

이클로리도비스아세테이토 티탄(IV)은 알콜에 녹을 때 화학반응을 일으킨다. $TiCl_2(OAc)_2$의 이러한 가알콜분해 반응을 여러 형태의 알콜에 대하여 반응 용액의 핵자기 공명스펙트럼과 분리된 반응 생성물의 화학분석결과 등을 이용하여 완전히 구명하였다. $TiCl_2(OAc)_2$와 1급 알콜과의 반응은 다음과 같은 2단계의 리간드 치환반응이 정량적으로 일어남을 알았다. $TiCl_2(OAc)_2+ROH{\to}TiCl_2(OAc)_2(OR)+AcOH$, $TiCl_2(OAc)_2(OR)+ROH{\to}TiCl_2(OAc)_2+AcOH$ 또한 $TiCl_2(OAc)_2$가 알콜에 녹을 때 최초의 가용성 분자 형태는 $TiCl_2(OAc)(OR)$임을 알 수 있었다. 3급 알콜과의 가알콜분해 반응은 1급 알콜때와는 상당히 다름을 알 수 있었다. 즉 3급 부칠 알콜과 $TiCl_2(OAc)_2$의 몰비가 1:2이하인 경우에는 다음과 같은 치환 반응만 선택적으로 일어난다. $TiCl_2(OAc)_2+t-ButOH\toTiCl_2(OAc)_2+t-ButCl$그러나 위의 몰비가 1:2이상이 되면 이러한 반응과 병행하여 1급 알콜과의 첫단계 반응과 똑같은 형의 치환 반응이 경쟁적으로 일어남을 발견하였다. 3급 알콜과의 반응이 1급 알콜과의 반응과 또 다른 점은 $TiCl_2(OAc)_2$중의 두 개의 클로리도리간드 또는 두 개의 아세테이토리간드 중 하나만이 3급 부칠알콜의 OH또는 t-ButO기와 치환된다는 사실이다. Dichlorodiacetatotitanium(IV) dissolves in alcohols with chemical reaction. Such solvolytic reaction of $TiCl_2(OAc)_2$with various alcohols has been studied by means of solution NMR spectroscopy and chemical analysis of the isolated products. The reaction of $TiCl_2(OAc)_2$ with primary alcohols has shown to be a quantitative two-step ligand substitution process as shown in the following: $TiCl_2(OAc)_2+ROH{\to}TiCl_2(OAc)_2(OR)+AcOH$ $TiCl_2(OAc)_2(OR)+ROH{\to}TiCl_2(OAc)_2+AcOH$The molecular form initially soluble in organic solvents has been found to be the monosubstituted species $TiCl_2(OAc)(OR)$. Alcoholysis with t-butyl alcohol has shown remarkable differences. When the mole ratio of t-butyl alcohol to $TiCl_2(OAc)_2$ is less than 1/2, the following reaction is dominant. $TiCl_2(OAc)_2+t-ButOH{\to}TiCl_2(OAc)_2+t-ButCl$However, at higher mole ratio another substitution process resembling the first step reaction with primary alcohols is competitively accompanied. The reaction with t-butyl alcohol also differs from that with primary alcohols in that only one either of the two chloro-or acetato-ligands in $TiCl_2(OAc)_2$ is subjected to substitution.

첨가제에 의한 연탄제독에 관한 연구

장두원,어용선,손연수,Chang Tuwon,Young Sun Uh,Youn Soo Sohn 대한화학회 1986 대한화학회지 Vol.30 No.1

약 15g 정도의 소형탄 연소시험 장치를 고안, 제작하여 여러종류의 촉매능이 있는 전이 금속 계열의 화합물, 천연광물 및 산화제등이 첨가된 소형탄 연소시험을 실시하였다. 이들 여러 첨가제중에서 구리성분이 가장 우수한 CO억제효과를 나타냈으며 같은 구리성분의 경우에도 산화물의 형태로 표면적이 넓은 ${\gamma}-Al_2O_3$와 같은 지지체에 분산시켜 사용하는 경우가 가장 효과적이었다. 이 때 구리성분으로 연탄에 대하여 0.5% 첨가하므로서 착화 및 연소초가 CO함량을 1.4 %, 연소말기에는 0.3 %로 낯출수 있었다. 또한 연탄 연소 배기가스중의 황화합물을 줄이기 위한 칼슘화합물의 황고정 효과도 정량적으로 검토하였다. A small scale combustion unit was built to evaluate the CO suppression effects by various chemical additives added to coal briquettes. Among the additives tested comprising various transition metal compounds with catalytic activities, natural minerals and oxidizing agents, the copper component has shown the best CO suppression effect, and in particular, copper oxide dispersed on porous supports such as ${\gamma}-Al_2O_3$ was most effective. For instance, 0.5% of copper added to coal briquettes in this way bas exhibited 1.4 % CO in the combustion gas at the ignition and beginning stage of combustion and 0.3 % CO at the final stage. The effects of calcium compounds on the fixation of sulfur in coal were also evaluated to reduce the contents of sulfur compounds in the combustion gases.

Alcohol-Amine Synergism in the Organic Solvent Extraction of Tungsten

이후성,어용선,손연수,Lee Hoosung,Uh, Young Sun,Sohn, Youn Soo Korean Chemical Society 1972 대한화학회지 Vol.16 No.6

5%트리옥틸아민과 5%옥틸알콜이 든 헥산유기용매 1l는 62g의 $WO_3$를 추출할 수 있었는데 반하여 아민만을 사용했을 경우는 37g의 $WO_3$밖에 추출할 수 없었다. 유기용매 추출과정에서 이러한 알콜의 아민-텅스텐 화합물의 용해도의 상승작용 및 아민과 텅스텐산간의 상호작용을 핵자기 공명분광학을 이용하여 연구하였다. 텅스텐은 고분자형의 텅스텐산 이온상태로 유기층으로 추출되어 다중텅스텐산 트리옥틸 암모니움염을 형성함을 알 수 있었으며 이 염은 텅스텐산이온과 알콜간에 수소결합을 형성함으로써 탄화수소 용매에서 더욱 안정화됨을 알 수 있었다. The organic solvent mixture of 5 % trioctylamine and 5 % n-octyl alcohol in n-hexane could be loaded with tungsten to 62 g $WO_3$/1 whereas the amine alone could be loaded only to 37 g $WO_3$/1. Molecular interaction between amine and tungstate ion during the solvent extraction process and the synergistic effect of alcohol in enhancing the solubility of the amine-tungstate complex have been studied by NMR spectroscopy. Tungsten has been shown to be extracted as a polymeric tungstate ion into the organic phase to form a trioctyl ammonium polytungstate salt, which was more stabilized in the hydrocarbon medium by interacting with alcohol via hydrogen bonding between the tungstate ion and alcohol.

연탄 연소가스의 촉매제독에 관한 연구

장두원,어용선,손연수,Tuwon Chang,Young Sun Uh,Youn Soo Sohn 대한화학회 1985 대한화학회지 Vol.29 No.6

연탄 연소시 발생하는 일산화탄소의 촉매전환에 의한 제독 실험을 실시하였다. 구형 ${\gamma}-Al_2O_3$ pellets, ceramic foam, honeycomb 등 세가지 다른 형태의 지지체에 0.2%의 백금을 담지시킨 후 촉매를 연탄연소 실험에 응용한 결과 첫회 사용시에는 일산화탄소의 제거효과가 모두 우수하였으나 반복 사용할 경우 사용횟수에 따라 촉매활성 전하 현상이 뚜렷하게 나타났다. 사용한 촉매양에 비하여 ceramic foam 촉매가 제독효과 및 내구성에서 가장 우수하였다. 촉매활성저하 원인은 아연 및 황화합물에 의한 촉매독이 뚜렷하였고 소결 등에 의한 백금 활성면적의 감소현상도 동시에 나타났다. A catalytic conversion of carbon monoxide has been studied in a coal combustion system. Three different catalysts were prepared by impregnating 0.2% platinum on three different types of supports, ${\gamma}-Al_2O_3$ pellets, ceramic foam and honeycomb. These catalysts have shown an excellent initial activities in the coal combustion system, but they were rapidly deactivated in repeated uses. Among these catalysts ceramic foam has shown to be better than others both in activities and durabilities. The main cause of deactivation seems to be ascribed to poisoning by zinc metal and sulfur compounds and to decrease in platinum surface area by sintering.

Organotitanium Chemistry (Ⅲ). The Reactions of Titanium Tetrachloride with Piperidine and Diphenylamine

어용선,이후성,손연수,Young Sun Uh,Hoosung Lee,Youn soo Sohn Korean Chemical Society 1974 대한화학회지 Vol.18 No.6

사염화티탄과 피페리딘 및 디페닐아민의 반응을 반응생성물들을 분리하여 규명함으로써 설명하였다. 사염화티탄과 피페리딘은 부가반응과 치환반응이 다음과 같이 동시에 일어남을 알 수 있었다.$TiCl_4+C_5H_{10}NH{\to}TiCl_4{\cdot}C_5H_{10}NH$$TiCl_4+C_5H_{10}{\to}TiCl_3{\cdot}NC_5H_{10}+HCl$부가반응은 비교적 빨리 일어나며 수분내에 반응이 완결되는데 비하여 치환반응은 매우 느리게 일어난다. 위의 두 반응생성물을 모두 분리하여 화학분석결과와 핵자기공명 및 적외선 스펙트럼을 고찰 함으로써 완전히 규명하였다. 이들 반응생성물에는 모두 피페리딘의 염화수소염이 공침됨을 알 수 있었다. 그러나 디페닐아민의 경우, 위의 반응과 아주 비슷하게 일어나지만 부가반응 생성물은 순수하게 얻을 수 있었다. The direct reactions of titanium tetrachloride with piperidine and diphenylamine in dichloromethane have been studied by examining the isolated reaction products. In the reaction with piperidine, titanium tetrachloride undergoes both addition and substitution reactions as in the following: $TiCl_4+C_5H_{10}NH{\to}TiCl_4{\cdot}C_5H_{10}NH$$TiCl_4+C_5H_{10}{\to}TiCl_3{\cdot}NC_5H_{10}+HCl$ The addition reaction is relatively fast and completed in minutes whereas the substitution reaction is very slow. The both reaction products coprecipitated with piperidine hydrochloride formed during the substitution reaction were isolated and characterized. The reaction with diphenylamine resembles to the above reaction but the addition compound could be obtained in pure crystal form.

유기티탄 화학 (제4보). $TiCl(OC_6H_5)_3{\cdot}C_6H_5OH\;및\;Ti(OC_6H_5)_4{\cdot}C_6H_5OH$의 분자 및 전자구조

이후성,어용선,손연수,Lee Hoosung,Uh Young Sun,Sohn Youn Soo Korean Chemical Society 1975 대한화학회지 Vol.19 No.2

$TiCl(OC_6H_5)_3{\cdot}C_6H_5OH\;및\;Ti(OC_6H_5)_4{\cdot}C_6H_5OH$의 분자량 측정과 전자 흡수스펙트럼을 고찰함으로써 이들 두 유기-리탄 화합물들의 용액 상태에서의 분자 및 전자구조에 대하여 연구하였다. $Ti(OC_6H_5)_4{\cdot}C_6H_5OH$는 고체상태에서는 이합체로 존재하지만 분자량 측정 결과 묽은 용액에서는 단위체로 완전해리되며 $TiCl(OC_6H_5)_3{\cdot}C_6H_5OH$도 8mM농도에서 해리를 시작함을 알수 있었다. 따라서 이들 두 착화합물은 묽은 용액에서 5배위 착화합물로 존재하며 분자구조는 trigonalbipyramid으로 생각된다. 두 화합물의 전자 흡수스펙트럼은 자외부쪽에 똑같은 진동구조를 갖는 벤젠고리 특유의 흡수밴드를 나타내며 가시부에서는 $TiCl(OC_6H_5)_3{\cdot}C_6H_5OH$의 경우 26.8kK에 $Ti(OC_6H_5)_4{\cdot}C_6H_5OH$는 29.6kK에 각각 흡수 밴드를 나타낸다. 이가시부 흡수밴드는 리간드에서 금속쪽으로 전하이전에 의한 $^1A_1''{\to}^1E'\;or\;^1E''$ 전이로 생각된다. The molecular and electronic structures of $TiCl(OC_6H_5)_3{\cdot}C_6H_5OH\;and\;Ti(OC_6H_5)_4{\cdot}C_6H_5OH$ have been studied by employing cryoscopic and electronic spectroscopic methods. The cryoscopic data have shown that the dimeric tetraphenoxytitanium(Ⅳ) phenolate in solid undergoes complete dissociation into monomer in solution and also the chlorocomplex starts dissociation around the concentration of 8 m mole/l. Therefore, these two Ti-complexes are pentacoordinated in dilute solution and the local symmetry of the titanium ion in these complexes seems to be trigonalbipyramid. The electronic spectra of $TiCl(OC_6H_5)_3{\cdot}C_6H_5OH$ and $Ti(OC_6H_5)_4{\cdot}C_6H_5OH$ each show two band, systems, one vibration-structural band characteristic of the aromatic ring in the near UV and another visible band at 26.8 kK, 29.6 kK, respectively, which are assigned as a ligand to metal charge transfer band corresponding to $^1A_1''{\to}^1E'\;or\;^1E''$ transition.

Synthesis and Characterization of Oxalatoferrate (III) Complexes

최기주,김명순,손연수,Kee Ju Choi,Myung Soon Kim,Youn Soo Sohn Korean Chemical Society 1976 대한화학회지 Vol.20 No.1

사면체 구조를 갖는 철(III)-옥살산 착화합물 5개와 팔면체 구조를 갖는 착화합물을 3개를 합성한 후 화학분석과 적외선스펙트럼을 이용하여 이들 착이온의 구조에 관하여 연구하였다. 이들중 $[FeC_2O_4Br_2]^-,$ $[FeC_2O_4(NCS)_4]^{3-}$ 및 $[Fe_2(C_2O_4)_3Cl_4]^{4-}$등의 3개의 피리딘염은 아직 보고되지 않은 새로운 착물이며, 특히 이합체로 생각되는 착물 $(PyH)_4[Fe_2(C_2O_4)_3Cl_4]$는 광화학 반응성이 아주 큼을 알 수 있었다. 이들 여러 철(III)-옥살산 착물의 물전기전도도와 자기화율에 관한 측정결과도 함께 보고하였다. Amine salts of five tetrahedral and three octahedral oxalatoferrate(Ⅲ) complexes have been prepared including pyridinium salts of unreported oxalate complex ions $[FeC_2O_4Br_2]^-,$ $[FeC_2O_4(NCS)_4]^{3-}$ and $[Fe_2(C_2O_4)_3Cl_4]^{4-},$ the latter being most photoreactive. The structural aspects of these new complex ions as well as of other oxalatoferrates(III) have been discussed based on their analytical data and infrared spectra. The results of molar conductivity and magnetic susceptibility measurements of all these oxalatoferrate(III) complexes were also presented.