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Solubilidad de los fullerenos

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do60 en solución
do60 en aceite de oliva virgen extra que muestra el característico color púrpura dela C60 soluciones

La solubilidad de los fullerenos es generalmente baja. El disulfuro de carbono disuelve 8 g/L de C60, y el mejor solvente ( 1-cloronaftaleno ) disuelve 53 g/L. Aun así, los fullerenos son el único alótropo conocido del carbono que puede disolverse en solventes comunes a temperatura ambiente. Además de estos dos, buenos solventes para fullerenos incluyen 1,2-diclorobenceno , tolueno , p-xileno y 1,2,3-tribromopropano . Los fullerenos son altamente insolubles en agua y prácticamente insolubles en metanol .

Las soluciones de C 60 puro (buckminsterfullereno) tienen un color púrpura intenso. Las soluciones de C 70 son de color marrón rojizo. Los fullerenos más grandes C76 aC84 tienen una variedad de colores.CEl fullereno 76 tiene dos formas ópticas, mientras que otros fullerenos más grandes tienen varios isómeros estructurales.

Consideraciones generales

Algunas estructuras de fullerenos no son solubles porque tienen una pequeña brecha de energía entre los estados fundamental y excitado . Entre ellas se incluyen los pequeños fullerenos C6028 , [ 1 ] C36 yC50. ElCLa estructura 72 también pertenece a esta clase, pero la versión endoédrica con unlantánidoes soluble debido a la interacción del átomo metálico y los estados electrónicos del fullereno. Los investigadores inicialmente estaban desconcertados porCEl elemento 72 está ausente en el extracto de hollín generado por plasma de fullereno, pero se encuentra en muestras endoédricas. Los fullerenos de banda prohibida estrecha son altamente reactivos y se unen a otros fullerenos o a partículas de hollín.

Solubilidad de CEn algunos disolventes, el compuesto 60 muestra un comportamiento inusual debido a la existencia de fases solvatadas (análogas de los cristalohidratos). Por ejemplo, la solubilidad del compuestoC60 ende bencenomuestra un máximo alrededor de 313 K. La cristalización a partir de una solución de benceno a temperaturas inferiores al máximo da como resultado la formación de un solvato sólido triclínico con cuatro moléculas de bencenoC60 · 4°C6 H6que es bastante inestable en el aire. Fuera de la solución, esta estructura se descompone en laestructura cúbica centrada en las caras(fcc)C60 en pocos minutos. A temperaturas superiores a la solubilidad máxima, el solvato no es estable incluso cuando se sumerge en una solución saturada y se funde con la formación de fccC60. La cristalización a temperaturas superiores al máximo de solubilidad da como resultado la formación deC60. Cristales de Cde tamaño milimétrico60 yC70 se puede cultivar a partir de una solución tanto para solvatos como para fullerenos puros. [ 2 ] [ 3 ]

Tabla de solubilidad

A continuación se muestran algunos valores de solubilidad para C60 yC70 de la literatura, en gramos por litro. [ 4 ] [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ]

Véase también

Referencias

  1. ↑ Guo, T.; Smalley, RE; Scuseria, GE (1993). "Predicciones teóricas ab initio de C28 ,C28 H4,C28 F4, (Ti@C28 ) H4y M@C28 (M = Mg, Al, Si, S, Ca, Sc, Ti, Ge, Zr y Sn)".Journal of Chemical Physics.99(1): 352.Bibcode:1993JChPh..99..352G.doi:10.1063/1.465758.
  2. ^ Talyzin, AV (1997). "Fase Transición C60 −C60 *4C6 H6en benceno líquido".Journal of Physical Chemistry B.101(47):9679–9681.doi:10.1021/jp9720303.
  3. ^ Talyzin, AV; Engstrom, I. (1998). " C70 en soluciones de benceno, hexano y tolueno".Journal of Physical Chemistry B.102(34):6477–6481.doi:10.1021/jp9815255.
  4. ↑ Beck, Mihály T.; Mandi, Géza (1997). "Solubilidad de C60 ".Fullerenos, nanotubos y nanoestructuras de carbono.5(2):291–310.doi:10.1080/15363839708011993.
  5. ↑ Bezmel'nitsyn, VN; Eletskii, AV; Okun', MV (1998). "Fullerenos en soluciones". Physics-Uspekhi . 41 (11): 1091– 1114. Bibcode : 1998PhyU...41.1091B . doi : 10.1070/PU1998v041n11ABEH000502 .
  6. ↑ Ruoff, RS; Tse, Doris S.; Malhotra, Ripudaman; Lorents, Donald C. (1993). "Solubilidad del fullereno ( C60 ) en una variedad de disolventes"(PDF).Journal of Physical Chemistry.97(13):3379–3383.doi:10.1021/j100115a049.
  7. ^ Sivaraman, N.; Dhamodaran, R.; Kaliappan, I.; Srinivasan, TG; Vasudeva Rao, PRP; Mathews, CKC (1994). "Solubilidad de C70 en disolventes orgánicos".Fullerene Science and Technology.2(3):233–246.doi:10.1080/15363839408009549.
  8. ↑ Semenov, KN; Charykov, NA; Keskinov, VA; Piartman, AK; Blokhin, AA; Kopyrin, AA (2010). "Solubilidad de fullerenos ligeros en disolventes orgánicos". Journal of Chemical & Engineering Data . 55 : 13–36 . doi : 10.1021/je900296s .