Файл: Флотационные реагенты. Механизм действия, физико-химические свойства, методы исследования и анализа.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 19.10.2024
Просмотров: 117
Скачиваний: 0
Для |
выяснения состояния ионной формы НКК на поверхности |
.раздела |
солевой раствор—воздух были получены зависимости |
lg n = /(lg C ) в различных /солевых растворах. Поверхностное дав |
ление я связано с 'концентрацией поверхностно-активного иона со
отношением Г139]. |
(1.1) |
* = КC'/'CJ", |
|
где і — коэффициент уравнения состояния |
поверхностного слоя |
кА = ikT. |
|
Величина і может служить мерой отклонения от идеальности. Со гласно Дэвису [і139], і= 3.
На рис. 2 показана зависшѵіость lgn = /(lgC) для пел аргон ата натрия. Во всех исследованных солавьих растворах наклон ока зался равным 0,95± 0,08, что свидетельствует о применении урав нения /в его простейшей форме. По-видимоіму, в исследованных си стемах /не было заметного взаимодействия между ионами мыла в монослое.
Различие в поведении молекул и ионов НКК при переходе от воды к солевым растворам можно связать с различной природой гидратации молекул ,и ионов. Молекулы НКК образуют с водой прочные водородные связи, тогда как анионы НКК взаимодейст вуют, очевидно, преимущественно за /счет ион-диіполыіого притя жения с участием многих молекул воды. Последнее обусловливает повышенную растворимость щелочных імыл в /воде и слабо выра
женные поверхностно-активные свойства в водных |
растворах. |
|
В солевых растворах |
происходит обезвоживание, сопровождаю |
|
щееся высаливанием и |
увеличением поверхностной |
активности. |
При этом обезвоживание анионов, по-видимому, происходит в го раздо большей степени, чем молекул НКК-
■Растворимость НКК, щелочных и серебряных мыл
Полученные авторами .[53] и некоторые литературные данные [177] о растворимости кислот и их мыл в воде и эксперименталь ные данные о растворимости в солевых растворах приведены на рис. 3 и 4.
Во всех случаях иаіблюдается снижение растворимости по сравнению с водой, различное для различных гоімологов. € уве личением длины углеводородной цепи гомолога растворимости в воде и исследованных солевых растворах сближаются.
Количественной характеристикой влияния солевого раствора на растворимость, а также на ее изменение в гомологическом ряду НКК и их солей могут служить коэффициенты высаливания или
коэффициенты активности, согласно уравнению |
|
lg Т = lg ^ = & Cs, |
(1.2) |
9
где «So и S —растворимости,' соответственно в ©оде и солевом ра створе с концентрацией электролита Cs. Так как последняя ве личина постоянна для данного солевого раствора, обе характери стики (высаливания -раино-ценны. Все же коэффициенты активности предпочтительнее, так как они не связаны с составом солевого ра створа и являются термодинами ческой характеристикой ния вещества в растворе.
|
|
|
|
|
|
Рис. 4. |
Зависимость |
растворимости |
||
Рис. 3. Зависимость раствори |
мыл Ск—Сщ и их ККМ в воден со |
|||||||||
левых |
растворах |
при |
25° С |
от п |
||||||
мости кислот Се—Сю |
в |
воде |
/ — ККМ натриевых мыл в воде; 2— |
|||||||
и насыщенных солевых раст |
ККМ натриевых мыл |
в шените; 3 — |
||||||||
ворах |
от |
числа |
углеродных |
растворимость серебряных мыл в воде |
||||||
атомов |
в |
молекуле |
при |
25° С: |
(а — |
литературные |
данные |
[37J. |
||
1 — вода |
(а — данные |
|
[177], |
б, в — то же, [53], г — наши данные); |
||||||
6 — наши |
данные); |
2 — ше- |
4 — растворимость |
серебряных |
мыл |
|||||
ннт; 3 — сульфат магния; 4— |
в шените; 5 — растворимость натрие |
|||||||||
|
хлорид натрия |
|
|
|
вых мйл в шените |
|
При расчетах коэффициентов активности из данных раствори мости в качестве стандартного состояния обычно 'выбирают вод ный раствор. В то же время идеальность водного раствора -не всегда соблюдается, так как приходится оперировать растворами конечной .концентрации, в отличие от (некоторых других методов определения коэффициентов активности электролитов, где в каче стве стандартного состояния может быть выбран бесконечно раз бавленный раствор в воде. В связи с этим расчеты коэффициентов активности, -произведенные относительно воды, требуют введения поправок, учитывающих взаимодействие в водных растворах.
-Приведенные ранее данные [53,] были получены исходя из
10
предположения об одинаковом гидролизе аниона НКК в воде
исолевых .растворах. В то же время константы диссоциации НКК
всолевых растворах не только отличаются от констант в воде, но
и изменяются при переходе от одного гомолога к другому. В связи с этим полученные ранее значения коэффициентов актив ности серебряных солей в растворе шенита были потравлены в со ответствии с уравнением.
TAgA = TAgA ' Н л > О * 3 )
где 7AgA И TÂgA— коэффи циенты активности серебря ных солей в солевом -раство ре с учетом и без учета гидролиза аниона соответ ственно; На — функция гид ролиза аниона НКК в соле
вом растворе, |
равная |
На = 1 + |
гҢ-н |
(1.4) |
где |
Кс — концентрационная |
||
константа |
диссоциации НКК |
||
в солевом растворе. |
|||
Значения lg |
^ л Д л я се |
||
ребряных |
солей |
гомологов |
|
НКК |
приведены |
на рис. 5. |
Рис. 5. Зависимость коэффициентов ак тивности серебряных солеіі карбоновых кислот в шеннте от числа углеродных атомов в молекуле без учета (/) и с учетом (2) гидролиза аниона
Константу диссоциации НКК
Концентрационные константы диссоциации НКК в 'насыщенных растворах шенита и хлорида .натрия были определены методом Розенталя и Двайера, которые показали для ряда кислот и .осно ваний применимость постулата Брансгеща о постоянстве коэффи циентов активности мшорокоміпдаента при изменении его концент рации в определенных пределах «а фоне концентрированного со левого раствора постоянного'состава -[51].
Согласно указанному постулату, .коэффициенты активности молекул и ионов в разбавленных растворах слабых электролитов, в частности 'кислот, на фоне концентрированного солевого раство ра не зависят от их концентрации, а зависят только от природы слабого электролита и солевого фона [’146]. Иначе говоря, для та ких растворов теряет смысл разделение коэффициентов актив ности на -единые нулевые и концентрационные.
Этот же принцип был использован авторами и при расчетах из изотерм поверхностного натяжения, а также'растворимости сереб ряных солей из величин э. д. с. цепей, -состоящих из серебряных электродов первого и второго рода.
11
Следствием |
является |
постоянство |
коэффициентов |
активности |
|||||||||||||
ионов водорода |
в широкой |
области их концентращии, что |
позво |
||||||||||||||
лило, используя в качестве |
первичного |
'стандарта |
концентрации |
||||||||||||||
водородных ионов сильную кислоту, |
например |
соляную, |
опреде |
||||||||||||||
лять концентрацию |
водородных ионов в растворах слабых кислот |
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
путем .измерения э. д. с. цепи |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
с |
переносом из |
стеклянного |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
и |
хлорндсеребряного элек |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
тродов. Водородная функ |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
ция |
стеклянного электрода |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
была предварительно прове |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
рена. Предполагалось по |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
стоянство |
жидкостного |
по |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
тенциала на границе соле |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
вой раствор — раствор хло |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
рида калия [53]. |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
ли |
Указанным |
методом бы |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
определены |
концентра |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
ции водородных ионов гомо |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
логов |
НКК |
в |
насыщенных |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
при 25° С |
растворах |
и |
рас- |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
считаны |
ко 1гцентрацнониые |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
константы диссоциации |
Кс |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
по уравнению |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Кс |
1Н Т |
|
|
(1.5) |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
||||
Рис. 6. |
Зависимость |
показателя |
кон |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
где |
S — растворимость |
мо |
|||||||||||||||
центрационных |
констант |
диссоциации |
|||||||||||||||
в насыщенных |
растворах |
шенита |
(1) |
лекулярных |
форм |
НКК в |
|||||||||||
и хлорида натрия (2) и термодинами |
данной среде. Выбор именно |
||||||||||||||||
ческой |
в воде |
(3) |
от числа |
углеродных |
такого |
метода |
определения |
||||||||||
атомов в |
молекуле при 25° С |
|
Кс |
|
диктовался |
необходи- |
|||||||||||
мастью получения возможно' |
|
|
|
||||||||||||||
более «иіслой |
среды |
во .избежание |
|||||||||||||||
частичного гидролиза ионов |
магния в імапнийсодержащих солевых |
||||||||||||||||
растворах. |
рКс гомологов НКК с |
6—10 углеродными атомами |
|||||||||||||||
Величины |
|||||||||||||||||
в зависимости от числа последних показаны на рис. |
6. |
|
в |
воде |
|||||||||||||
Из найденных величин Кс |
и термодинамических Ка |
||||||||||||||||
[147, 131;] были рассчитаны коэффициенты |
активности |
ионных |
|||||||||||||||
форм НКК в растворах шенита и хлорида натрия. |
|
|
|
|
|
||||||||||||
Как и в случае серебряных солей, |
в качестве стандартного со |
стояния при расчете коэффициентов активности ионов НКК был выбран водный раствор. Не идеальность стандартного состояния может сказаться на величинах коэффициентов активности ионов НКК ш связи с их расчетом через коэффициенты активности моле кулярных форм НКК, ’найденных методом растворимости. Сле дует отметить, что найденные величины 7ИОІІОВ включают постоян ную для данного солевого раствора величину активности воды.
12