Elektroniese eienskappe van die Mn(asas)3-kompleks: ’n Sikliese voltammetrie- en berekeningschemiestudie

Authors: Roxanne Freitag1, Jeanet Conradie1
Affiliations: 1Department of Chemistry, University of the Free State, South Africa
Correspondence to: Roxanne Freitag
Postal address: PO Box 339, Bloemfontein 9300, South Africa
How to cite this abstract: Roxanne Freitag, R. & Conradie, J., 2013, ‘Elektroniese eienskappe van die Mn(asas)3-kompleks: ’n Sikliese voltammetrie- en berekeningschemiestudie’, Suid Afrikaanse Tydskrif vir Natuurwetenskap en Tegnologie 32(1), Art. #410, 2 pages. http://dx.doi.org/10.4102/satnt.v32i1.410
Note: This abstract was presented at the ‘Studentesimposium in die Natuurwetenskappe 2011’, presented under the protection of the Suid-Afrikaanse Akademie vir Wetenskap en Kuns. The symposium was held at the University of South Africa on 27–28 October 2011. 

Copyright Notice: © 2013. The Authors. Licensee: AOSIS OpenJournals. This is an Open Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution License, which permits unrestricted use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited.

Referaatopsommings
Open Access

Abstract
Electronic properties of Mn(acac)3 complex: A cyclic voltammetry and computational chemistry study. Tris(acetylacetonato) Manganese(III) is a catalyst in alkyd paint. In this study, the electronic properties of Mn(acac)3 are determined by means of electrochemistry and computational chemistry. The optimised geometrical and electronic structure of Mn(acac)3 is calculated by means of computational chemistry, and electrochemistry is applied to measure the following reactions:

MnIII(acac)3 – e- D MnIV(acac)3

MnIII(acac)3 + e- D MnII(acac)3

Inhoud
Tris(asetielasetonato)mangaan(III) (Mn[asas]3) is ’n katalis wat by die droging van alkiedverwe gebruik word. (Van Gorkum et al. 2004; Oyman et al. 2005) Ten einde ’n katalis ten volle te benut, is dit noodsaaklik om kennis te dra van die elektroniese eienskappe waaroor dit beskik. Hierdie studie is dus daarop gemik om die elektroniese eienskappe van Mn(asas)3 met behulp van elektrochemie en berekeningschemie (Amsterdamse digtheidsfunksie met OLYP-funksionale) te ondersoek.

Elektrochemiese studies word gebruik om die oksidasievermoë van ’n kompleks te bepaal. Die twee redokskoppelings (MIII/MnIV [rooi] en MnIII/MnII [blou]) wat tydens sikliese voltammetrie plaasvind, word in Figuur 1 geïllustreer. Die liniêre aftastingsvoltammogramme bo in Figuur 1 toon dat daar tydens die oksidasie (rooi) en reduksie (blou) van MnIII(asas)3 ’n een-tot-een-elektronproses plaasvind.

In die natuur kom alle chemiese samestellings in die laagste moontlike energietoestand voor – daarom kan berekeningschemie gebruik word om die geoptimiseerde struktuur, molekulêre orbitale en spintoestande van die Mn(asas)3-kompleks te bepaal. Kristalstrukture wat voorheen opgelos is, het getoon dat Mn(asas)3 die enigste kompleks in die reeks van CrIII, MnIII, FeIII en CoIII is waarin daar ’n Jahn-Teller-effek voorkom (Geremia & Demitri 2005). Hierdie waarneming word bevestig deur die resultate van die geoptimiseerde struktuur, waarby tetragonale strekking in die Mn(asas)3-kompleks waargeneem is. MangaanIII is ’n d4-spesie met 4 elektrone in die d-orbitale, en het dus teoreties drie moontlike spintoestande, naamlik S = 0, 1 of 2. Berekeningschemiese resultate wat ook in vorige publikasies (Diaz-Acosta et al. 2003) ondersteun word, toon dat die spintoestand S = 2 van Mn(asas)3 met 0.327 eV meer stabiel is as die S = 0 of 1. Die hoë spintoestand van Mn(asas)3 met ’n ongepaarde elektron in die hoogste gevulde molekulêre orbitaal met dz2-karakter lei tot die waargenome Jahn-Teller-effek.

FIGUUR 1: Struktuur, linire aftastingsvoltammogramme en sikliese voltammogramme van Tris(asetielasetonato)mangaan(III) teen n skandeerspoed van 50250mV/s.

Literatuurverwysings
Van Gorkum, R., Bouwman, E. & Reedijk, J., 2004,Fast Autoxidation of Ethyl Linoleate Catalyzed by [Mn(acac)3] and Bipyridine:  A Possible Drying Catalyst for Alkyd Paints’, Journal of Inorganic Chemistry 43(8), 2456–2458. http://dx.doi.org/10.1021/ic0354217

Oyman, Z.O., Ming, W., Van der Linde, R., Van Gorkum, R. & Bouwman, E., 2005, ‘Effect of [Mn(acac)3] and its combination with 2,2’-bipyridine on the autoxidation and oligomerisation of ethyl linoleate’, Polymer 46(6), 1731–1738. http://dx.doi.org/10.1016/j.polymer.2004.12.045

Geremia S. & Demitri N., 2005, ‘Crystallographic Study of Manganese(III) Acetylacetonate: An Advanced Undergraduate Project with Unexpected Challenges’, Journal of Chemistry Education 82(3), 460–465. http://dx.doi.org/10.1021/ed082p460

Diaz-Acosta I., Baker J., Hinton J.F. & Pulay P., 2003, ‘Calculated and experimental geometries and infrared spectra of metal tris-acetylacetonates: Vibrational spectroscopy as a probe of molecular structure for ionic complexes: Part II’, Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy, 59(2), 363–377. http://dx.doi.org/10.1016/S1386-1425(02)00166-X


Reader Comments

Before posting a comment, read our privacy policy.

Post a comment (login required)

Crossref Citations

No related citations found.