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: 152
Скачиваний: 0
Рис. 85. Изменение pH но |
86. |
Изменение во времени потенция- |
Рис. 87. Изменение во времени |
кон- |
|||||
времени в иебуферных рас- |
ла |
ксантогснат-серебряного |
электро- |
центрацпи ионов |
(/) |
и молекул |
(2) |
||
творах |
КЕіХ и НСЮі в ме- |
да |
в буферных |
растворах |
KEtX в |
этилксаитогеновой кислоты в мета- |
|||
таноле |
мри 25° С. Соотно- |
метаноле при 25° С: pH: 5,79 |
— (1); |
полином буферном |
растворе (рН = |
||||
шеиие KEtX : НСЮ.,: 1 : 1— |
|
6,49 — (2); |
7,49 — (3) |
|
=5,79) |
при 25° С |
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
32 |
Средние у и «истинные» у константы скорости разложения и константы |
|
||||||
диссоциации К этилксантогеновой кислоты в метаноло-водных растворах |
|||||||
|
|
|
при 25° С |
|
|
|
|
Растворитель |
Е |
pH |
1 У |
у: |
К |
|
|
100%-мыіі |
метанол |
32,66 |
8,75 |
0,0162 |
2,32+0,17 |
|
|
7.49 |
0,196 |
|
(2,94+0,31)10~7 |
||||
|
|
|
6.49 |
0,99 |
|
||
|
|
|
5,79 |
2,23 |
|
|
|
90%-нын |
метанол |
.37,91 |
6.73 |
0,0251 |
3,13+0,18 |
(2,64±0,35) ІО-5 |
|
5,50 |
0,254 |
||||||
|
|
|
4,47 |
1,69 |
|
|
|
|
|
|
3.73 |
3,12 |
|
|
|
70%-иып |
метанол |
46,72 |
5,57 |
0,0262 |
3,41+0,23 |
(3,95+0,39) ІО-4 |
|
4.33 |
0,274 |
||||||
|
|
|
3.33 |
1,90 |
|
|
|
|
|
|
2,76 |
3,34 |
|
|
|
60%-пый |
метанол |
51,67 |
5,30 |
0,0263 |
3,28+0,21 |
(7,62+0,66) ІО-4 |
|
4,00 |
0,302 |
||||||
|
|
|
3,03 |
2,01 |
|
|
|
|
|
|
2,58 |
3,50 |
|
|
|
|
|
|
4,87 |
0,0232 |
|
(1,99+0,34) ІО“ 3 |
|
40%-иыіі |
метанол |
60,94 |
3,48 |
0,294 |
3,22+0,36 |
||
|
|
|
2,60 |
1,87 |
|
|
|
|
|
|
2,38 |
2,74 |
|
|
|
Вода |
|
78,48 |
,95—2,85 |
|
6,18 |
2,46-ІО“ 2 |
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
33 |
Константа |
диссоциации |
этилксантогеновой кислоты в небуферных растворах |
||||||
|
|
|
|
метанола |
при 25° С. |
|
|
|
KEtx :HC10j],j |
g ig |
in— .1 |
9,30 ТО“ 1j |
1,00-10“ |
-з |
4,91 • 10“ * |
||
моль/л |
1 |
J,la |
ш |
|
||||
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
pH |
6,85 |
7,03 |
7,17 |
7,73 |
7,84 |
7,95 |
8,11 |
|
К -ІО7 |
3,20 |
2,03 |
2,57 |
2,92 |
2,85 |
2,48 |
2,30 |
Сводка результатов
Сводка величин К и и, іполучешшх различными вариантами кинетического метода, приведена в табл. 34. Там же .приведена ве личина К при 0° С, полученная экстраполяционно-кинетическим методом в варианте рН-метрни [ПО]. Совпадение .величии К и ѵ, удовлетворительное.
10 |
8G |
145 |
Т а б л и ц а 34-
Константа диссоциации и истинная константа скорости разложения этнлксантогеновой кислоты в метаноле, определенные разными вариантами кинетического метода при 25° С
К -10" |
X, м ин 1 |
|
2,94 |
±0,31 |
2,32+0,17 |
2,62 |
±0,29 |
2,12+0,20 |
2,63 |
|
1,93±0,012 |
3,16+0,06 |
— |
Варианты кинетического метода
р/1Е(ч-метрия в буферных растворах
рН-метрня и спектрофотометрия в не буферных растворах
Спектрофотометрия в буферном растворе с рН=5,79
pH-метрия в небуферных растворах. Дан ные из работы [ПО] при 0° С.
4.Кинетика разложения и константы диссоциации HEtX
вметаноло-водных смесях
Кинетическая методика, основайная на рАшх"" -мстрии, была при менена для определения констант диссоциации и скорости разло жения HEtX в метаноло-водных смесях, для чего были использо ваны буферные смеси, рекомендованные в работах [9, 150].
В табл. 32 приведены как исходные данные pH и х, так и зна чения и и К, полученные по уравнениям.
5. Ионные растворимости этилксантогената серебра в воде, метаноле и метаноло-водных смесях
Для расчета нулевых коэффициентов активности ионов и моле кул HEt-X были определены ионные растворимости этилксаитогената серебра (Ag EtX) методом э. д. с. концентрационной цепи из серебряного и ксантогенат-серебряного электродов:
Ag, AgEtXj KEtX| AgN03| Ag, |
(11.16) |
CEtx—CAg+= 3,7(Ы0—3 м.
Ионная растворимость S, равная сумме концентраций простых, закомплексованных и гидролизо-ванных форм Ag EtX, определяет ся по уравнению
21g 5 = — ^ + lg CEtx- C Ag+. |
(11.17) |
Концентрация KEtX, CEtx~ была порядка 10_3 М. Константа гид ролиза иона EtXимеет порядок ІО-12. Примерно такой же поря док имеют константы сольволиза в метаноле и его смесях с во-
146
дой. При таких условиях степень гидролиза аниона EtXне пре вышает 0,01%. Единственными лигандами в исследованной си стеме могут быть анионы EtX- с образованием комплексов типа
Ag(EtX)x |
Их |
образование не |
влияет на потенциал |
электрода,, |
||||||
а только на брутто-раствори |
Р^МП |
|
|
|
||||||
мость осадка Ag EtX. Следова |
|
|
|
|||||||
тельно, в данном случае |
ион |
|
|
|
|
|
||||
ная |
растворимость |
практи |
|
|
|
|
|
|||
чески равна концентрации про |
|
|
|
|
|
|||||
стых ионов Ag +н EtX- и с до |
|
|
|
|
|
|||||
статочным |
приближением |
мо |
|
|
|
|
|
|||
жет быть приравнена |
^LAgEix, |
|
|
|
|
|
||||
где - |
LAgEtx — произведение |
|
|
|
|
|
||||
растворимости AgËtX в дан |
|
|
|
|
|
|||||
ной среде. |
|
величины |
pS |
|
|
|
|
|
||
Полученные |
|
|
|
|
|
|||||
приведены в табл. 35. |
|
|
|
|
|
|
|
|||
На рис. 88 изображена за |
|
|
|
|
|
|||||
висимость |
рб1 |
метанол — рS |
|
|
|
|
|
|||
вода для хлорида, бромида, |
|
|
|
|
|
|||||
нодида и этилксантогената се |
Рис. |
88. Зависимость |
показателя |
ион |
||||||
ребра. |
Зависимость линейна с |
ной |
растворимости галоидных солен се |
|||||||
большой точностью. Для пер |
ребра и этилксантогената |
серебра |
в ме |
|||||||
таноле от их показателя |
ионной |
раст |
||||||||
вых трех солей подобная зави |
|
воримости в воде |
при 25° С |
|
||||||
симость |
была |
установлена |
|
что данные для AgEtX |
легли |
|||||
Н. А. Измайловым [35]. Тот факт, |
на ту же прямую, свидетельствует как о правильности методики определений, так и о справедливости допущений о том, что изме
ряемая растворимость равна |
концентрации |
простых ионов осадка. |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
I |
|
|
растворимости, pS, |
|
|
Т а б л и ц а 35- |
||
Показатели |
ионной |
этилксантогената серебра |
в воде |
||||
|
|
и метаноло-водных |
смесях. |
|
|||
|
|
|
Растворители |
|
|||
СкЕІх-Ю3. |
|
|
Вес. |
% |
метанола в смеси |
|
|
моль/л |
Вода |
40 |
60 |
|
70 |
90 |
100 |
|
|
|
|||||
0,669 |
8,79 |
9,34 |
9,16 |
|
9,31 |
9,61 |
9,70 |
0,88 |
8,78 |
9,31 |
9,17 |
|
9,28 |
9,59 |
9,66 |
1,32 |
8,78 |
9,28 |
9,16 |
|
9,32 |
9,57 |
9,66 |
1,54 |
8,78 |
9,30 |
9,17 |
|
9,33 |
9,55 |
9,69 |
1,76 |
8,81 |
9,33 |
9,19 |
|
9,35 |
9,54 |
9,69 |
10* |
|
|
|
|
|
|
147 |
В. Единые нулевые коэффициенты активности у0, ионов и молекул
HEtX в метаноле и метаноло-водных смесях
Единые нулевые коэффициенты активности у0 были рассчита ны іпо методу Н. А. Измайлова [35] с использованием следующих данных: растворимости серебряных солей, констант диссоциации HEtX, нулевых коэффициентов активности НО. Последние имеют
ся в литературе [2]. |
|
нулевых коэффициентов ак |
|||
Согласно |
правилу аддитивности |
||||
тивности Н. А. Измайлова: |
|
|
|
|
|
|
21g Tfo'iOKonHEtX = lg Тон ' “bl&loEtx > |
|
(11.18) |
||
21& |
ТОіюиівНЕі.Х = |
І0Г-1СІ ”1 |
To.,\gEiX |
To.^gCI- |
(II. 1 9) |
Величины jo |
серебряных солей были рассчитаны из данных раст |
воримости в соответствующих растворителях согласно уравнению
1§ 70AgA ' 1» ^.4gA,H.,0 lg ^AgA.ncnOÄ. (II.20)
Величины S.xgciB исследованных нами средах были взяты из [147]. Расчеты нулевых коэффициентов активности молекул НЕіХ производились по обычному выражению [35]
ЛрК = рКнсвод — рКн3о = 21g Т0,І01ІОП |
lg Томол, |
(И-21) |
Кроме указанных коэффициентов активности, характеризую |
||
щих изменение энергии ионов и молекул при |
переходе |
от воды |
к неводному растворителю, были определены электростатические
составляющие |
ионных |
коэффициентов |
активности |
(‘[дЛ) |
со |
||||
гласно уравнению [35]: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
^Тойоне» = |
№ |
' + |
W - |
|
|
(П-22) |
||
где lgToCH — мера изменения |
энергии протона |
в связи с измене |
|||||||
нием основности растворителя. Для метанола |
и |
метаноло-водных |
|||||||
смесей значения lgflT" |
даны в работе [2]. |
lgTo110,IOD HElX, |
lgfo |
||||||
В табл. 36 приведены результаты расчетов |
|||||||||
молекул HEtX |
и lg-fo’ |
в метаноле |
и |
смесях |
|
метанола с водой. |
|||
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
36 |
|
Величины lg -(0 |
ионов и |
молекул |
этилксантогеновоіі |
кислоты |
в метаноле |
||||
|
и его смесях с водой при 25 С - |
|
|
|
|
|
Вес. 96мета нола |
< |
|
сх |
40 |
1,09 |
60 |
1,51 |
70 |
1,79 |
90 |
2,97 |
100 |
4,92 |
|
|
|
О |
|
|
|
|
и |
и |
О |
О |
|
|
|
О |
и |
|
|||
tm |
С£ |
о" |
О* |
сл О |
||
•< |
о" |
о«С |
ьр |
|
О о |
Ьр |
о |
Ьр |
ЬЛ |
JW) |
|||
|
|
0 4 |
7 |
CN |
04 |
|
0,521 |
0,208 |
0,180 |
1,098 |
0,008 |
.0,220 |
0,878 |
0,467 |
0,367 |
0,328 |
1,012 |
0,498 |
0,396 |
0,616 |
0,529 |
0,476 |
0,410 |
1,190 |
0,600 |
0,518 |
0,672 |
0,784 |
0,956 |
0,711 |
2,058 |
0,912 |
0,980 |
1,078 |
0,892 |
1,970 |
1,220 |
3,284 |
1,636 |
2,48 |
0,804 |
148
7. Обсуждение результатов
Кислотно-основные свойства
Полученные равновесные характеристики HEtX в метаноле и его смесях с водой позволяют сопоставить свойства HEtX с ана логичными свойствами кислот других природных групп, например карбоновых.
На рис. 89 показаны зависимости величин ДрК = рКневод— рКвод. для HEtX и карбоновых кислот: муравьиной, уксусной и бензой
ной от обратной величины диэлектрической проницаемости в воде, |
|||||||||||||
метаноле и метаноло-водных сме |
йрК |
|
|
|
|||||||||
сях. Такая зависимость, согласно |
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|||||||||
работе |
[35], |
для |
растворителей |
|
|
|
|
|
|||||
близкой |
химической |
природы |
|
|
|
|
|
||||||
должна быть приблизительно ли |
|
|
|
|
|
||||||||
нейной. Величины рК карбоно |
|
|
|
|
|
||||||||
вых кислот были взяты из .рабо |
|
|
|
|
|
||||||||
ты [122]. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Из рис. 89 следует, что линей |
|
|
|
|
|
||||||||
ность |
соблюдается |
лишь |
при |
|
|
|
|
|
|||||
больших |
содержаниях |
воды. |
|
|
|
|
|
||||||
Кривые |
для |
различных кислот |
|
|
|
|
|
||||||
несколько |
|
дифференцированы. |
|
|
|
|
|
||||||
Наибольшее согласие данных по |
|
|
|
|
|
||||||||
лучено |
для |
|
бензойной |
кислоты, |
|
|
|
|
|
||||
ДрК которой полностью совпа |
|
|
|
|
|
||||||||
дает с ДрКных |
во |
всем диапа |
|
|
|
|
|
||||||
зоне |
состава |
смеси |
вода—мета |
|
Рис. 89. Зависимость ДрК. этпл- |
||||||||
нол. |
|
|
|
растворителя |
на |
|
ксантогеновоп — / ( X) , |
бен |
|||||
Влияние |
|
|
зойной — 2 (0 ), уксусной — 3 |
||||||||||
ДрК незаряженных кислот может |
|
и муравьиной — 4 |
кислот от |
||||||||||
|
обратной |
величины |
диэлектри |
||||||||||
быть представлено в виде суммы |
|
ческой проницаемости |
среды |
||||||||||
(или разности) энергетических |
|
|
|
|
|
||||||||
вкладов ионной и молекулярной форм кислоты |
(І£ГГо(Юков |
и ^"Кюл^ |
|||||||||||
[уравнение |
(II. 21)]. |
В |
свою очередь, |
энергетическая |
составляю |
щая ионной формы может быть выражена в виде суммы слагае
мых |
lg7°c" и lg То'1 [уравнение |
(11.22)]. Первое из них отра |
|
жает |
влияние основности растворителя, второе — различие |
в их |
|
электростатических свойствах по |
отношению к ионам |
кисло |
|
ты [35]. |
|
|
|
В ряде работ Н. А. Измайлова |
с сотрудниками [35, 37, 38]' |
было показано, что с помощью указанных выше величин единых нулевых коэффициентов активности можно количественно оцени вать влияние растворителя на диссоциацию кислот различной природы, раздельно по отношению к ионам и молекулам кислоты. Так, при нивелирующем действии растворителя различие во влия нии растворителя на изменение энергии ноиов и -молекул отдель ных кислот взаимно компенсируется. Дифференцирующее действие