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

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

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