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

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

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:

литературные

данные

[37J.

1 — вода

— 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