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

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

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“

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