Файл: Шевчук, И. А. Комплексообразование и экстракция. (Спектроскопия ассоциатов) [учебное пособие].pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 23.10.2024
Просмотров: 40
Скачиваний: 0
дециламмонием. Следовательно, максимум поглощения 331 нм принадлежит этому комплексу, вернее, его составной
части |
BiCl6-. Полученные данные согласуются с тем, что |
||||||
в водном растворе |
комплекс |
BiCls~ |
имеет максимум по |
||||
глощения 327±1 нм, а |
экстрагированный ацидокомплекс с |
||||||
большим координационным |
числом |
BiCI6- |
имеет макси-, |
||||
мум поглощения в |
более длинноволновой области — 331 нм. |
||||||
Циглер |
и Шредер |
[13] |
приписывают максимум |
поглощения |
|||
331 |
им экстрагированного комплекса висмута с трибутплами- |
||||||
иом |
в |
метиленхлориде |
комплексу состава R3NHBiCh, где |
||||
R-C4H9. |
Этот вывод сделан на основании того, |
что из водно |
го раствора авторы выделили комплекс состава R3NHBiCh-
Однако по составу осадка, выделенного из водного раство ра, не всегда можно судить о составе экстрагируемого соеди
нения. Действительно, исходя из вышесказанного, комплекс
R3NHBiCl4 должен иметь максимум поглощения 317 нм, что
соответствовало |
бы максимуму |
поглощения комплекса |
ВіСІГ в водном |
растворе [8]. |
Опыты по экстракции не |
подтвердили это мнение, так как максимум поглощения экс
тракта равен 331 нм, что соответствует ацидокомплексу
BiCle-- В работе [12] максимум поглощения экстраги рованного при помощи трилауриламина хлоридного комплек са висмута приписывают комплексу (R3NH)2BiCh. Вывод
сделан на основании того, что как это установлено авторами
цитируемой работы по методу сдвига равновесий, к молекуле BiCl3 присоединяются две молекулы двойного хлорида ами
на по уравнению:
BiCl3 і 2R3N(HCI)2 Z (R3NH)2BiCI5 ÷2H + + 2СГ .
Однако нетрудно заметить, что это уравнение можно запи
сать таким образом:
BiCl3 + 2R3N(HCI)2 = (R3NH)2HBiCl6 -R H+ + СГ.
(R3N — трилауриламин). Комплекс (R3NH)2HBiCl6 содер
жит составную часть BiCl6-, которая имеет максимум по-
тлощения, как это было показано выше, 331 нм. По-видимо му, при помощи трилауриламина, как и трнбутиламіша, экс
трагируется хлоридный комплекс висмута состава
(R3NH)2HBiCl6- В таком случае становится понятным, по
15
чему при помощи растворов н-додециламина, трилаурилами-
на и |
трибутиламина экстрагируются |
хлоридные |
комплексы |
|
висмута, |
имеющие одинаковыя |
максимум |
поглощения |
|
331 ±1 |
нм |
(14). |
|
|
В |
случае бромидных ацидокомплексов (в связи с более |
высокой прочностью связи Bi—Br) все процессы происходят
при значительно меньшей концентрации бромид-ионов по
сравнению с хлорид-ионами. Исследование спектров бро мидных комплексов висмута проводили в водной и органиче
ской фазах. В цилиндр помещали 1 мл типового раствора соли висмута, ɪ мл 5М раствора хлорной кислоты, раствор
бромида натрия и воду до общего объема 10 мл. Концентра
ция висмута в растворе составляла 5 ∙ IO-5 м/л. Спектры снимали на спектрофотометре СФ-4. В качестве раствора
сравнения применяли смесь всех реактивов, кроме висмута.
Результаты опытов приведены на рис. 5. Из рис. 5 видно,
Рис. 5.
УФ-спектры водной фазы бромидных комплексов висмута
.при увеличении концентрации бромид-ионов
1-6
что, как iijb случае хлоридных комплексов, с увеличением
концентрации бромид-ионов в водном растворе максимум по
глощения сдвигается в длинноволновую область. При кон центрации бромида натрия 0,5 м/л и большей сдвиг макси мума поглощения практически прекращается.
Экстракцию проводили путем встряхивания равных объе
мов (по 10 мл) смеси растворов соли висмута, бромида на
трия и хлорной кислоты (концентрации такие же, как при
исследовании водных растворов) с 0,1 M хлороформным
раствором н-додециламина. После центрифугирования и
разделения слоев снимали спектры органической фазы. В ка честве раствора сравнения применяли экстракт всех реак
тивов без висмута. Результаты опытов приведены на рис. 6.
Видно, что, независимо от концентрации бромид-ионов, в вод
ном растворе экстрагируются, в основном, соединения, мак
симумы поглощения которых практически отличаются мало.
Методом сдвига равновесий было показано, что в этих ус ловиях в состав экстрагируемого ассоциата входит коорди
национно насыщенный комплекс BiBri- (П).
Рис. 6.
Спектры поглощения экстрагируемых комплексов висмута в зависимости от концентрации бромид-ионов
2' 2498
' Экстракцию иодидиых ацидокомплексов висмута мы нс.
рассматриваем, так как они хорошо экстрагируются различ
ными экстрагентами не аминного типа, например, эфирами, спиртами (см. табл. 5). Высокозарядные ацидокомплексы
лучше экстрагируются длинноцепочными первичными алкил-
аминами. Для сравнения изучали экстракцию галогенидных
комплексов висмута различными экстрагентами. В делитель ную воронку помещали типовой раствор соли висмута, раст
вор кислоты и другие необходимые реактивы так, чтобы об-
общий объем водной фазы был равным 10 мл. Концентрация
висмута в водной фазе до экстракции была 5 ∙ 10~5 моль/л.
Экстракцию проводили путем встряхивания водного раствора
соли висмута в течение 5 минут с 10 мл органического рас
творителя. Было установлено, что этого времени достаточно для достижения равновесия. Объем фаз в условиях экстрак ции практически не изменялся. После разделения слоев вис
мут из органической фазы реэкстрагировалп 10 мл аммиач
ного раствора сегнетовой соли (смесь 50 мл 20%-ной сегне-
товой соли, 20 мл 20%-ного NH4OH и 125 мл воды). Реэк стракцию проводили путем встряхивания растворов в дели
тельной воронке в течение 5 минут. Реэкстракт упаривали па водяной бане в кварцевой чашке до влажного состояния со
лей и определяли висмут фотоколориметрическим иодидным методом. Для контроля в отдельных опытах висмут опреде ляли как в органической, так и в водной фазах.
Расчетные значения концентраций галогенид-ионов, дан
ные потенциометрического изучения водных растворов гало
генидных комплексов висмута, а также предварительные
данные экстракции этих комплексов некоторыми экстраген
тами позволили выбрать концентрацию галогенид-ионов,
необходимую для экстракции. В соответствии с этим концен трация хлорид-, бромид- и иодид-ионов при изучении экс тракции различными экстрагентами составляла соответ
ственно: 1,1—0,15—0,005 г-ион/л. Кислотность IN по H2SO4
или HNO3. Предварительными опытами было установлено,
что висмут без добавления галогенид-ионов не экстрагиру
ется. Результаты опытов по экстракции галогенидных комп
лексов висмута различными экстрагентами приведены в
табл. 5.
18
|
|
|
|
|
|
Таблица |
5 |
|
Экстракция |
висмута различными |
экстрагентами |
|
|
||||
[СГ I = 1,1 |
н; [Br-] = 0,15 н; [I-] |
= 0,005 н. |
|
|
||||
|
|
|
|
Экстракция висмута, |
%^ |
|
||
Экстрагент |
|
J- — ион Br |
I |
|
|
|||
|
|
|
|
—поп,і Cl ~ — ион |
||||
и-Бутиловыи |
спирт |
|
|
100 |
|
58 |
12 |
|
н-Амиловый |
спирт |
|
|
100 |
|
45 |
9 |
|
п-Гексиловый |
спирт |
|
|
95 |
|
40 |
9 |
|
н-Нониловыи |
спирт |
|
|
69 |
|
0 |
0 |
|
Изоамиловый |
спирт |
|
|
98 |
|
37 |
0 |
|
Амилацетат |
|
|
|
100 |
|
22 |
7 |
|
Бутилацетат |
|
|
|
100 |
|
27 |
17 |
|
Циклогексанол |
|
|
IOO |
|
67 |
12 |
|
|
Хлороформ |
|
|
|
0 |
|
0 |
0 |
|
Бензол |
|
|
|
0 |
|
0 |
0 |
|
Трибутилфосфат1 |
|
|
21 |
|
0 |
0 |
|
|
IІиклогексанон |
|
|
100 |
100 |
43 |
|
||
п-Додециламин2 |
|
|
100 |
100 |
100 |
|
||
н-Октиламин2 |
|
|
100 |
100 |
100 |
|
||
н-Бутиламин |
|
|
|
— |
|
— |
0 |
|
Три-н-додециламин2 |
|
|
— |
|
— |
0 |
|
|
Ди-п-гексиламип2 |
|
|
— |
|
— |
20 |
|
|
Три-п-октиламин2 |
|
|
— |
|
— |
30 |
|
|
1 Применяли 10% |
хлороформный |
раствор |
трибутилфосфата. |
|
|
|||
2 OJ Al—хлороформные растворы |
аминов. |
|
|
|
|
|||
4. Экстракция ассоциатов с перманганат-ионами |
те- |
|||||||
Перманганат |
аналогично перренат-иону |
образует с |
трафеішларсоішем нерастворимую в воде соль, экстрагирую щуюся хлороформом. Марганец количественно экстрагиру ется в виде окрашенного в пурпурный цвет соединения. Про
цесс экстракции сильного окислителя перманганат-иона со
провождается в ряде случаев восстановлением перманганата. При экстракции перманганата из щелочной среды пириди
ном наблюдается |
быстрое восстановление MnO4- |
до |
||
MnO42-, который |
не |
экстрагируется. |
Указывается [151 |
на |
возможность o í деления |
манганат-пона от перманганата экс |
|||
тракцией пиридином из |
щелочной среды. |
Следовало ожидать |
19