Файл: Кузнецов В.В. Применение органических аналитических реагентов в анализе неорганических веществ учеб. пособие.pdf

-

85

-

R~

K t |

K t *

R~

KtX

(катионный

обмен)

R+

htir

(анионный

обмен)

i

Ионогенные

группы

(-SOg

Ht

-COO" Ht

-NRg F ) гидрофильны

и сольватируются молекулами воды. Однако растворения иоюіта нѳ

происходит, так как ионогенные группы связаны с макромолекулой,

в

которой имеются поперечные связи между углеводородными

цепями,

тая

что образуется пространственная трехмерная структура . При этом

ионит только набухает .

В связи с очень большим молекулярным

весом макромолекулы

н о г а ­

ты можно

рассматривать

как "особые" ОргАР

- осадители,

когда

ч р е з ­

продукты иониты образуют со всеми

без

исключения

ионами.

Например,

имеющиеся

в

макромолекуле

катионята

KJ-2 ионогенные

оульФогрушш

-CH-CHt-

CH-CHt -

обладают

способностью

связывать

(и

обменивать)

разнообразные

к а т и о ­

ны

(сравни с т р .

80) .

StÇH*

СН-Сну-

Приведенные

соображения

позво ­

ляют рассматривать

аналитические

свойства ионитов о тех же позиций,

что

и свойства

р е а г е н т о в - о с а д и -

телей

(влияние

pH,

комплексообразователей) .

П р и м е н е

н и е

и о н и т о в .

Иониты

нашли

широкое

применение

в

химии

и

технологии, в аналитической

химии -

для

о т д е ­

ления и разделения ионов, выделения следов

вещества,

удаления

мешающих определению ионов и для решения других

з а д а ч .

Используются

иониты различных

т и п о в . -

катиониты,

когда

ионо­

обменные свойства в отношении катионов

обеспечивают кислотные

группы

полимера

RSOg Ht

RCOO" Ht

RH)

(0~

B*)2 J

-

аниоішты,

способные

к

обмену

анионов

RÖ(CHg)g

C I - ;

селективные иониты,

связывающие

неорганические

ионы

во

внутрикомплексные

соединения,

т . е . иониты, макромолекулы которых

имеют характерные

атомные

группировки.

Для

аналитических

целей

ч а с т о

применяют

иониты

следующих

марок

(выпускаемые в

СССР):

К а т и о н и т ы

А н и с ) п и т ы

Марка

функциональные

.

Марка

Функциональные

группы

группы

КУ -

I

-SOgH,

- ОН

AB -

17

-

N(CHo)o

КУ -

2

-SOgH

ЭДЭ -

Юп

- NH,

- N , -N(CHg)g

СДВ

-SO3H

АН -

2Ф

= NH,

-

87 -

P d 2 + > C u 2 + » P e 2 + > N i 2 + > P 6 2 + > M n 2 + » Ca2 "^ V g 2 4 » Na + .

Ионы металлов, поглощенные селективными

ионитами,

легко и з ­

влекаются - элюируются - растворами кислот .

Примеры применения

ионитов для концентрирования

ионов элементов

приведены

в следующей

г л а в е .

М Е Т О Д Ы

Д О II Ц Е Н Т Р И Р О В А Н И Я

С

И С П О Л Ь З О В А Н И Е М

О Р Г А Н И Ч Е С К И Х

А Н А Л И Т И Ч Е С К И Х

Р Е А Г Е Н Т О В

В последнее

время в различных областях техники

резко

возросла

потребность в особо чистых

веществах, когда необходимо контролиро­

в а т ь содержание

примесей на

уровне

10"^ -

К Г 8 %.

Непосредствен­

ное определение

таких микропримесей

имеет

определенный, уже д о с т и г ­

нутый предел ввиду ограничений в чувствительности и

избирательнос ­

ти используемых

реакций и методов. Для преодоления

этого

предела

ческими и

органическими соосадителями, ионный

обмен и хроматогра -

фическиѳ

методы, электрохимические методы - электролиз на ртутном

и твердом

катодах, олектродиалиэ, дистилляция

и оублимация летучих

ггроцесс концентрирования оказывается возможным вследствие

н е р а в ­

номерного распределения компонент между двумя фазами.

При проведении концентрирования необходимо учитывать возмож­

ность потерь некоторых количеств определяемого элемента и

в е р о я т ­

ность внесения загрязнений в анализируемы!'

объект

с

реактивами -

кислотами, щелочами, реагентами, посудой и

за счет

воздуха

л а б о ­

раторий

( р и с .

10) .

В этих

случаях, сводя к

минимуму

влияние этих

Реактивы

Воздух

Y$

Улетучивание

Рис .

10.

ч \ — 4

3

а.

Схема

главнейших

и с т о ч ­

"С Растворимость

Адсорбции или

41

Е

ников

загрязнений и

стекла

ионный

обнен

Ö

со

потерь .

«1

—

—

факторов, вводят

поправки

на холостой

опыт.

Особенно важно

учиты­

в а т ь возможность

внесения

загрязнений

при определении

р а с п р о с т р а ­

Различают

два варианта

концентрирования -

абсолютное и

о т н о ­

сительное . Абсолютное концентрирование связано

с переводом

вещест ­

в а из большого

объема в малый. Относительное концентрирование -

это

результат

обогащения, -

уменьшения соотношения между к о л и ч е с т ­

вами

макро- и

микрокомпонент

за счет отделения

макрокомлонента.

В некоторых случаях относительное концентрирование сочетают

с

абсолютным.

часто

применяют

экстракцию внутрикомплексных

соединений,

комплекс ­

ных металлгалогенидных кислот и смешанных комплексных

соединений,

включающих во внутреннюю координационную сферу атом металла,

н е о р ­

ганический

анион

и молекулы

органического р а с т в о р и т е л я ,

- коорди ­

национносольвати ^ованны е

соли .

Количественное описание процесса экстракционного р а з д е л е н и я

включает,

помимо

у с м о т р е н н ы х р а н е е , следующие параметры:

-

фактор разделения

# ,

равный отношению коэффициентов

р а с ­

пределения

двух

разделяемых

ионов элементов

(большего

к

меньшему):

определенных условиях, от его общего количества ( в

% ) .

Степень извлечения и коэффициент распределения вещества

в з а ­

имосвязаны :

100

_.

=

R

"^в

Si' + \ / v Q

ai

100

-

R

vQ

При проведении

многократной экстракции:

R = I

I

,

п. -

число

операций.

( І

+

ѵ ѵ

2 ^

*

•

Уменьшение соотношения между макро - и микрокомлонентами

-

обогащение - характеризуют коэффициентом обогащения

-

отношением

массы анализируемого

образца к

массе

полученного

концентрата

при ­

месей .

А б с о л ю т н о е

и

о т н о с и т е л ь н о е

к о н ц е н т р и р

о в а н и е .

Экстракцию используют д л я

обоих

видов концентрирования.

После абсолютного

концентрирования

концен ­

трация определяемых элементов в органической фазе

у в е л и ч и в а е т с я ,

поскольку объем э к с т р а г е н т а

в с е г д а

меньше

объема

водкой фазы.

'Естественно, что в этом случае

коэффициенты

распределения

э к с т р а ­

гируемых микрокомпонент должны быть большими (2*5>450).

Относительное

концентрирование,

чаще

в с е г о применяемое

при

анализе веществ высокой чистоты, связано

о

отделением

определяемо ­

го компонента от сопутствующих,

имеющихся

в

образце

в

значительно

больших

к о л и ч е с т в а х .

Например,

при

определении

микропримесей

в

сурьме

эффект относительного концентрирования

д о с т и г а е т с я

э к с т р а к ­

цией сурьмы (после

переведения

образца в

раствор)

и з

небольшого