Complexation processes in aqueous solutions of lead acetate and thiourea

Виктор Николаевич Семенов; Виталий Витальевич Волков; Татьяна Владимировна Самофалова

doi:10.17308/kcmf.2025.27/12878

Виктор Николаевич Семенов ФГБОУ ВО «Воронежский государственный университет», Университетская пл., 1, Воронеж 394018, Российская Федерация https://orcid.org/0000-0002-4247-5667
Виталий Витальевич Волков ФГБОУ ВО «Воронежский государственный технический университет», ул. 20-летия Октября, 84, Воронеж 394006, Российская Федерация https://orcid.org/0000-0003-1114-984X
Татьяна Владимировна Самофалова ФГБОУ ВО «Воронежский государственный университет», Университетская пл., 1, Воронеж 394018, Российская Федерация https://orcid.org/0000-0002-4277-4536

DOI: https://doi.org/10.17308/kcmf.2025.27/12878

Ключевые слова: тиомочевинные координационные соединения, комплексообразование, распределительные диаграммы, диаграмма преобладания, пленки сульфида свинца, метод пиролиза аэрозоля

Аннотация

Цель статьи: Изучение процессов комплексообразования в водных растворах, содержащих ацетат свинца и тиомочевину, и установление оптимальных концентрационных областей существования тиокарбамидных координационных соединений.

Моделирование: Изучение ионных равновесий осуществлялось при помощи теоретического расчета с учетом констант устойчивости различных комплексных форм. Построение срезов концентрационных зависимостей долей координационных соединений от исходных концентраций ионов свинца и тиомочевины, а также диаграмм преобладания и распределительных диаграмм в трехмерном пространстве проводилось с помощью прикладного пакета COMSOL Multiphysics методом Ньютона–Рафсона.

Выводы: Определены концентрационные области существования координационных соединений, образующихся в водных растворах ацетата свинца и тиомочевины при варьировании концентрации компонентов. Выявлено, что при малых концентрациях соли свинца в растворе доминируют однороднолигандные тиомочевинные комплексы. При увеличении концентрации тиокарбамида суммарная доля однороднолигандных и разнолигандных тиомочевинных координационных соединений возрастает

Скачивания

Данные скачивания пока не доступны.

Биографии авторов

Виктор Николаевич Семенов, ФГБОУ ВО «Воронежский государственный университет», Университетская пл., 1, Воронеж 394018, Российская Федерация

д. х. н., профессор, заведующий кафедрой общей и неорганической химии, Воронежский государственный университет (Воронеж, Российская Федерация)

Виталий Витальевич Волков, ФГБОУ ВО «Воронежский государственный технический университет», ул. 20-летия Октября, 84, Воронеж 394006, Российская Федерация

к. ф.-м. н., доцент кафедры строительной механики, Воронежский государственный технический университет (Воронеж, Российская Федерация)

Татьяна Владимировна Самофалова, ФГБОУ ВО «Воронежский государственный университет», Университетская пл., 1, Воронеж 394018, Российская Федерация

к. х. н., доцент кафедры общей и неорганической химии, Воронежский
государственный университет (Воронеж, Российская Федерация)

Литература

Fizicheskie velichiny. Spravochnik*. I. S. Grigor’eva, E. Z. Mejlihova (eds.). Moskva: Jenergoatomizdat Publ.; 1991. 1232 s. (in Russ.)

Varlashov I. B., Mitasov P. V., Miroshnikova I. N., Miroshnikov B. N., Mohammed H. S. H. Examination of phoyosensitive structures based on PbD by auger electron spectroscopy. Vestnik Moskovskogo Energeticheskogo Instituta. 2015;2: 103–107. (In Russ., abstract in Eng.). Available at: https://www.elibrary.ru/download/elibrary_23378338_69530465.pdf

Akhmedov O. R., Guseinaliyev M. G., Abdullaev N. A., Abdullaev N. M., Babaev S. S., Kasumov N. A. Optical properties of PbS thin films. Semiconductors. 2016;50(1): 50–53. https://doi.org/10.1134/S1063782616010036

Abrakov D. D., Sulimov M. A., Rajkov D. V., Markov V. F., Ogorodnikov I. N. Experimental studies of photo-electric characteristics of photoresistors on the basis of lead sulfide. Technosphere Safety. 2015;4(9): 66–72. (In Russ., abstract in Eng.). Available at: https://w w w.elibrary.ru/item.asp?id=25317094

Uhuegbu С. С. Growth and characterization of lead sulphide thin film for solar cell fabrication. Canadian Journal on Scientific and Industrial Research. 2011;2(6): 230–241. Available at: https://www.researchgate.net/publication/310147417_Growth_and_Characterization_of_Lead_Sulphide_Thin_Film_for_Solar_Cell_Fabrication

Kouissa S., Djemel A., Aida M. S., Djouadi M. A. PbS infrared detectors: experiment and simulation. Sensors & Transducers Journal. 2015;193(10): 106–113. Available at: https://www.sensorsportal.com/HTML/DIGEST/october_2015/Vol_193/P_2743.pdf

Markov V. F., Maskaeva L. N., Ivanov P. N. Hydrochemical deposition of metal sulfide films: modeling and experiment*. Ekaterinburg: UrO RAN Publ.; 2006. 217 p. (in Russ.)

Maskaeva L. N., Mostovshchikova E. V., Markov V. F., … Mikhailova A. I. Cobalt-doped chemically deposited leadsulfidef. Semiconductors. 2022;56. 91–100. https://doi.org/10.1134/S1063782622010122

Faraj M. G., Pakhuruddin M. Z. Deposited lead sulfide thin films on different substrates with chemical spray pyrolysis technique. International Journal of Thin Film Science and Technology. 2015;4(3): 215–217. https://doi.org/10.12785/ijtfst/040310

Semenov V. N., Ovechkina N. M., Krysin M. Yu., Volkov V. V., Samofalova T. V. Deposition of PbS films by pyrolysis of atomized solutions of lead Thiourea complexes. Russian Journal of Applied Chemistry. 2022;95. 264–269. https://doi.org/10.1134/S1070427222020057

Abdulnabi R. K. Using spray pyrolysis technique to prepare PbS lead sulfide thin films and study their structural and electrical properties as function of thickness. International Journal of Soft Computing and Engineering. 2016;6(4): 60–63. Available at: https://www.ijsce.org/wpcontent/uploads/papers/v6i4/D2902096416.pdf

Semenov V. N. The processes of formation of thin layers of semiconductor sulfides from thiourea complex compounds*. Doc. chem. sci. diss. Abstr. Voronezh. 2002. 355 p. (In Russ.)

Krunks M., Mellikov E. Metal sulfide thin films by chemical spray pyrolysis. Proceedings of SPIE. 2001; 4415. 60–65. https://doi.org/10.1117/12.425472

Semenov V. N., Volkov V. V., Pereslyckih N. V. Complexation processes in «PbCl2 – N2H4CS» aqueous solutions uring deposition of lead sulphide films. Condensed Matter and Interphases. 2021;23(4): 543–547. https://doi.org/10.17308/kcmf.2021.23/3673

Semenov V. N., Karnushina V. A., Ovechkina N. M. Synthesis of lead thiourea acetate coordination compounds. Proceedings of Voronezh State University. Series: Chemistry. Biology. Pharmacy. 2016;(1): 25–29. (In Russ., abstract in Eng.). Available at: https://w w w.elibrary.ru/item.asp?id=25910296&ysclid=ljnjk6njw6427245614

Semenov V. N., Nechaeva L. S., Ovechkina N. M., Volkov V. V. Formation of coordination compounds in the system «Pb(CH3COO)2 – N2H4CS». Bulletin of the Bashkir University. 2014;19(3): 817–822. (In Russ., abstract in Eng.). Available at: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=22483478

Semenov V. N., Naumov A. V., Nechaeva L. S., Malygina E. N. Lead thiocarbamide diacetate as a precursor for the precipitation of lead sulfide films. Glass Physics and Chemistry. 2020; 46(1): 78–83. https://doi.org/10.1134/S1087659620010150

Gannova E. A., Grechkina M. V., Semenov V. N., Lukin A. N., Ivkov S. A., Samofalova T. V. Deposition of lead sulfide films from «Pb(СH3COO)2 – N2H4CS» aqueous solutions and their properties. Condensed Matter and Interphases. 2024;26(2); 238–246. https://doi.org/10.17308/kcmf.2024.26/12070

Samofalova T. V., Semenov V. N. Films based on a solid solution of CdS–ZnS system from thiourea coordination compounds and their properties. Russian Journal of Applied Chemistry. 2013;86(12): 1811–1818. https://doi.org/10.1134/s1070427213120021

Aleshin A. N., Burlak A. V., Mandel’ V. E., Pasternak V. A., Tjurin A. V., Cukerman V. G. Photosensitive lead sulfide layers produced by spraying. Inorganic Materials. 1999;35(4): 322–324. Available at: https://elibrary.ru/item.asp?id=13318157

Karnushina V. A., Semenov V. N., Lukin A. N., Ovechkina N. M., Nikitin L. N. Properties of lead sulfide films deposited from acoordination compound [Pb(N2H4CS)2(CH3COO)2]. Condensed Matter and Interphases. 2017;19(2): 215–221. (In Russ., abstract in Eng.). Available at: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=29332700

Veena E., Kasturi V. Bangera, Shivakumar G. K. Influence of lead precursor concentration on properties of spray deposited lead sulphide thin films. International Journal of Pure and Applied Physics. 2016;12(2): 97–112. 23. Rajashree C., Balu A. R., Nagarethinam V. S. Substrate temperature effect on the physical properties of spray deposited lead sulfide thin films suitable for solar control coatings. International Journal of ChemTech Research. 2014;6(1): 347-360.