利用超额拉曼光谱研究硝酸镁水溶液中的离子对.pdf

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1、物理化学学~E(WuliHuaxueXuebao)AugustActaP．一Chim．Sin．2012，28(8)，1823-18291823[Article]doi：10．3866／PKU．WHXB201205154www．whxb．pku．edu．cn利用超额拉曼光谱研究硝酸镁水溶液中的离子对王陈琛林珂胡乃银周晓国刘世林(中国科学技术大学化学物理系，合肥微尺度物质科学国家实验室(筹)，合肥230026)摘要：利用超额拉曼光谱研究了室温下硝酸镁(Mg(NO。))溶液的离子缔合情况．测量了该溶液羟基(一OH)伸缩振动谱段和NO；全对称伸缩

2、振动谱段的拉曼光谱，利用超额拉曼光谱及光谱拟合分析了这些光谱数据．一OH伸缩振动谱段的超额拉曼光谱显示，低浓度(<2．3mol·kg。)下阴离子第一水合层的水分子含量随溶液浓度的升高呈线性关系增加，在较高浓度时(>2．3mol·kg)，该含量变化偏离了线性关系，这是因为Mg(NO。)：溶液在高浓度时存在直接接触离子对导致的．同样的转折点浓度也在对NO；全对称伸缩振动谱段的分析中被观测到．除了直接接触离子对。还观测到三种溶剂分隔型离子对．对该谱段下所有浓度的拉曼光谱和超额光谱进行同时拟合，给出了不同浓度下各种离子对的相对含量，结果显示在0．

3、23—4．86mol·kg。浓度范围内都有溶剂分隔型离子对和直接接触型离子对．当Mg(NO。)浓度低于2．3tool·kg。时，所有离子对的相对含量随浓度增加呈现直线上升，在高于这个浓度后直接接触离子对的相对含量急剧增加，一种溶剂分隔型离子对的相对含量增加变缓，另一种溶剂分隔型离子对的相对含量逐渐减少，还有一种溶剂分隔型离子对相对含量的增加趋势保持不变，在Mg(NO。)浓度大于3．5mol·kg后，其相对含量不再发生明显变化．关键词：硝酸镁水溶液；直接接触离子对：溶剂分隔离子对：超额拉曼光谱：同时拟合中图分类号：0645IonPairsi

4、nAqueousMagnesiumNitrateSolutionbyExcessRamanSpectroscopyWANGChen—ChenLINKeHUNai—YinZHOUXiao．GUOLIUShi—Lin(HefeiNationalLaboratoryforPhysicalSciencesattheMicroscale,DepartmentofChemicalPhySics．UniversityofScienceandTechnologyofChina，Hefei230026,PR．China)Abstract：Westudyth

5、eionassociationsinmagnesiumnitratesolutionbyRamanspectroscopy．Utilizingtheexcessspectraandpeakdecomposition，weanalyzethe—OHstretchingandNOjsymmetricstretchingregions．Analysisofthe—OHstretchingregiondemonstratesthattheamountofwatermoleculesinthefirsthydrationshelloftheanio

6、nfoIlowsaIinearrelationshipinthelOWconcentrationrange(<2．3mo1．kg)，buldeviatesfr0mthislinearrelationshipathighconcentrations(>2．3mo1．kg)．ThecontactionpairsathighcOncentratiOnresultinthenonlinearvariation．IntheNOjsymmetricstretchingregion。thecontactionpairsandsolventseparat

7、edionpairsexistintheMg(NO3)2concentrationregionof0．23-4．86mol·kg～．FromaglobalfittingoftheRamanspectraoverthewholeconcentrationregion，wededucethattheconcentrationofionpairsvaries．WhentheMg(N03)2concentrationiSbelow2．3mo1．kg～。therelativeamountsofalIjonpairsincreasewiththeco

8、ncentration．However,abovethiscOncentrati0n．therelativeamountofcontactionpairsincreasessharply,an