Journal of the Korean Chemical Society (대한화학회지)

Korean Chemical Society (대한화학회)
권호 표지

Kinetics and Mechanism for Substitution of cis-[Co$(NH_3)_4$Cl($H_2O$)]$^{2+}$ and GlyOR (R = $C_2H_5$, $CH_3$, H) in Acidic Solution (Ⅰ)

산성용액내에서 cis-[Co$(NH_3)_4$Cl($H_2O$)]$^{2+}$ 와 GlyOR (R = $C_2H_5$, $CH_3$, H)과의 치환반응에 대한 속도론적 연구(Ⅰ)

  • 이일봉 (영남대학교 이과대학 화학과) ;
  • 문진희 (영남대학교 이과대학 화학과) ;
  • 박병각 (영남대학교 이과대학 화학과)
  • Published : 19941000
Download PDF
⟨ Previous Next ⟩

Abstract

Kinetic studies were carried out for substitution reaction of $cis-[Co(NH_3)_4Cl(OH_2)]^{2+}(\mu$ = 0.75) with GlyOR (R = $C_2H_5$, $CH_3$, H) in pH 5 buffer solution at $20^{\circ}C$ by UV/Vis-spectrophotometry. We obtained cis-[Co$(NH_3)_4$Cl(glyOR)]$^{2+}$ as product. The reaction turns out to be first order for Co(III) and GlyOR, respectively. The rate constants are obtained as 9.21, 11.66 and 15.33 l${\cdot}\;mol^{-1}{\cdot}sec^{-1}$ for GlyOEt, GlyOMt and GlyOH, respectively. The activation parameters $E_a,\;{\Delta}H^{\neq}\;and\;{\Delta}S^{\neq}$ for GlyOEt were obtained as 65.77, 63.35 kJ/mol and -53.51(e.u.), respectively and were obtained as 70.91, 68.50 kJ/mol and -38.42(e.u.) for GlyOMt. In case of GlyOH, respectable values of 79.72, 77.30 kJ/mol and -26.59(e.u.) were obtained. On the basis of kinetic data and the observed activation parameters, we propose that the proper mechanism involves $S_N$2 step.

$20^{\circ}C$, pH 5 완충용액에서 $cis-[Co(NH_3)_4Cl(OH_2)]^{2+}(\mu$ = 0.75) with GlyOR (R = $C_2H_5$, $CH_3$, H)과의 치한반응에 대한 속도론적 연구를 UV/Vis 분광광도계로 수행하였으며, 최종 생성물로서 cis-[Co$(NH_3)_4$Cl(glyOR)]$^{2+}$ 을 얻었다. 실험결과 Co(III)착물과 GlyOR에 대해서 모두 1차로 나타났으며, GlyOEt, GlyOMt 그리고 GlyOH에 대한 속도상수는 각각 9.21, 11.66 그리고 15.33 l·$mol^{-1}{\cdot}sec^{-1}$로서 빠른 반응임을 알 수 있었다. 그리고 활성화파라메타인 활성화에너지 $E_a$ , 활성화엔탈피 ${\Delta}H^{\neq}$와 활성화엔트로피 ${\Delta}S^{\neq}$ 는 GlyOEt에서 각각 65.77, 63.35 kJ/mol 그리고 -53.51(e.u.)이었으며, GlyOEt에서는 각각 70.91, 68.50 kJ/mol 그리고 -38.42(e.u.)이었고, GlyOH에서도 각각 79.72, 77.30 kJ/mol 그리고 -26.59(e.u.)이었다. 이들 결과로부터 $S_N$2 메카니즘임을 알 수 있었으며, 이들의 실험적 자료를 바탕으로 하여 타당한 메카니즘을 제안하였다.

Keywords

References

  1. 新實驗化學 講座(8)-無機化合物の合成(III) 日本化學會
  2. Mathematics for Physical Chemistry Mortimer, I. G.
  3. Chemical Kinetics and Reaction Mechanism Wilkinson, F.
  4. Inorganic Synthesis v.2 Bailar, J. C.
  5. J. Chem. Edu. v.55 Alexander, J. J.;Dorsey, J. G.
  6. Z. Anorg. Chem. v.177 Bronsted, A.;Miens, A.
  7. Inorganic and Organometallic Reaction Mechanism Atwood, J. D.
  8. The Study of Kinetics and Mechanism of Reactions of Transition Metal Complexes Wilkins, R. G.
  9. J. Kor. Chem. Soc. v.34 no.5 Park, B. K.;Woo, T. H.;Lim, J. S.
  10. J. Kor. Chem. Soc v.32 no.5 Park, B. K.;Lim, J. S.
  11. J. Am. Chem. Soc. v.88 Alexander, M. D.;Busch, D. H.
  12. Bull. Chem. Soc. Jpn. v.55 Kitamura, Y.
  13. Ligand Substitution Process no.Chap. 3 Langford, C. H.;Gray, H. G.
  14. J. Am. Chem. Soc. v.92 Sargeson, A. M.;Foster, D. M.;Buckingham, D. A.
  15. J. Am. Chem. Soc. v.91 Buckingham, D. A.;Foster, D. M.
  16. J. Am. Chem. Soc. v.92 Buckingham, D. A.
  17. Inorg. Chem. v.6 Marzilli, L. G.;Buckingham, D. A.