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: 46
Скачиваний: 0
ности раствора. Опыты проводили так же, как при экстрак ции хромата разными аминами, только в водном растворе со
здавали переменную |
концентрацию |
серной |
кислоты. Для |
|||||||
экстракции применяли 0,1 |
M растворы |
трибензиламина |
в |
|||||||
дихлорэтане. |
Результаты опытов приведены в |
табл. 8. |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 7 |
|
|
Экстракция хромата при помощи разных аминов |
|
|
|
|||||||
Наименование амина |
|
Экстракция |
хромата, |
% |
|
|||||
Три-н-дециламин |
|
|
|
|
IOO |
|
|
|
||
Три-н-бутиламин |
|
|
|
|
97 |
|
|
|
||
Три-этиламин |
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
Ди-н-дециламин |
|
|
|
|
100 |
|
|
|
||
Ди-н-гексиламин |
|
|
|
|
99 |
|
|
|
||
Ди-изо-амиламин |
|
|
|
|
77 |
|
|
|
||
Дн-изо-бутиламин |
|
|
|
|
0 |
|
нерастБО- |
|||
н-Додециламин |
|
|
|
|
образуется |
|||||
н-Гексиламин, п-пентиламип |
|
|
римая соль |
|
|
|
||||
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|||
н-Бутиламин |
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
Трибензиламин |
|
|
|
|
100 |
|
|
|
||
н-Бензилизопропиламин |
|
хромат хорошо |
|
О |
|
|
в |
|||
Диантипирилметан |
|
94 |
|
|
||||||
Из табл. 8 видно, что |
экстрагируется |
|||||||||
широких пределах концентраций серной кислоты. |
Таблица 8 |
|
||||||||
Экстракция хромата в зависимости от концентрации |
серной кислоты |
|
||||||||
Концентрация, |
серной |
0,1 |
0,2 |
1,0 ' |
2,0 |
3,0 |
4,0 |
5,0 |
|
|
кислоты, н |
% |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Экстракция, |
94 |
100 |
100 |
100 |
IOO |
100 |
100 |
|
Опытами также установлено, что хромат хорошо экстра гируется при помощи трибензиламина из растворов соляной кислоты. Только в растворах 8—9 и по HCl происходит час тичное восстановление Cr(VI) до Cr (Ш) и процент экстрак
ции хрома снижается.
Изучали также экстракцию хромата при помощи 0,1М растворов трибензиламина в зависимости от типа раствори
теля. Данные опытов приведены в табл. 9.
26
Таблица 9
Экстракция хромата при помощи трибензиламина в зависимости от растворителя
Наименование |
растворителя |
і |
Экстракция хрома, % |
Хлороформ |
|
|
100 |
Дихлорэтан |
|
|
100 |
Циклогексанон |
|
|
100 |
Бензол |
|
|
93 |
Трибутилфосфат |
|
|
100 |
Трибутилфосфат |
без амина |
|
93 |
Как видно из табл. 9, для экстракции хромата при по мощи трибензиламина могут быть использованы разные рас творители: хлороформ, дихлорэтан, бензол, циклогексанон.
fi. Спектрофотометрия фосфатных комплексов хрома (Hl)
В водных растворах хром (HI) образует с фосфат-иона- ми комплексные соединения, состав и строение которых в на стоящее время изучены недостаточно. Хольройд и Сальмон показали анионообменным методом, что хром (3 + ) образует с фосфат-ионами анионные комплексы [401. Методами спек трофотометрии и амперометрии было установлено что взаи модействие хрома (3 ) с трофосфатом натрия происходит с образованием комплексного соединения состава NaCrP2O7[4i I. Очевидно, возможно образование и других комплексных сое динений, включая высокозарядные ацидокомплексы. Для раз работки методик концентрирования и определения хрома ин тересно было осуществить экстракцию фосфата хрома (III).
определить состав экстрагируемого соединения и изучить
влияние различных экстрагентов [40]. Фосфатный комплекс хрома (3+) можно получить по методике, описанной в ра
боте 143]. К раствору, содержащему 40 мг хрома (3+), при бавляли Змл концентрированной фосфорной кислоты, 2 мл
концентрированной азотной кислоты, нагревали раствор до
появления ярко-зеленой окраски раствора, затем раствор раз
бавляли водой в мерной колбе на 100 мл. Экстракцию фос
фата хрома (Зч- ) проводили |
следующим образом. В |
дели |
тельную воронку помещали 10 мл раствора фосфата ɑr |
(З-p), |
|
2 мл этилового спирта, 10 мл |
0,1 м раствора амина, |
напри- |
I 27
мер н-додециламина в хлороформе. Растворы встряхивали
в течение 2 минут, что достаточно для достижения равнове сия. Органический слой, содержащий хром, отделяли и от фильтровывали через сухой бумажный фильтр для удаления следов воды. Содержание хрома в органической фазе опре деляли фотоколориметрическим методом. Оптическую плот ность растворов измеряли на фотоэлектроколориметре ФЭК-М с синим светофильтром в кюветах на 20 мм.
Для выбора оптимальных условий изучали экстракцию
фосфатных комплексов хрома (3+ ) в зависимости от pH
раствора. В качестве экстрагента применяли 0,1 M раствор н-додециламина в хлороформе. Величину pH водной фазы устанавливали добавлением NH4OH и измеряли после уста
новления экстракционного равновесия. Концентрация хрома
составляла 7,7.IO-3 г-ион/л, концентрация фосфорной кис
лоты — 0,45 моль/л. Результаты |
опытов |
представлены |
па |
||||||
рис. 8. Видно, что максимальная |
экстракция |
хрома |
(3+J |
||||||
наблюдается в |
пределах pH 5—7. |
Уменьшение |
экстрак |
||||||
|
|
|
ции фосфатного комплек |
||||||
|
|
|
са хрома (III) при умень |
||||||
|
|
|
шении |
pH |
|
связано |
с |
||
|
|
|
уменьшением |
диссоциа |
|||||
|
|
|
ции |
поставщика |
лиган- |
||||
|
|
|
дов-фосфорной кислоты. |
||||||
|
|
|
При рН>7 |
|
экстракция |
||||
|
|
|
уменьшается |
в связи |
с |
||||
|
|
|
уменьшением |
концентра |
|||||
|
|
|
ции алкиламмониевых ка |
||||||
|
|
|
тионов, образующих эк |
||||||
|
|
|
страгируемые |
ассоциаты. |
|||||
|
|
|
Оптическая плотность эк |
||||||
|
|
|
страгентов |
|
пропорцио |
||||
|
|
|
нальна концентрации фос |
||||||
|
Рис. |
8. |
фатного |
комплекса |
хро |
||||
Зависимость |
экстракции фосфата |
ма |
(3+) |
в интервале кон |
|||||
хрома(IIl) |
от |
pH раствора |
центраций |
хрома |
(3+) |
||||
|
|
|
0,05—0,5 мг/мл. Это поз |
||||||
|
|
|
воляет |
проводить |
фото- |
метрическое определение хрома (3+) непосредственно в ор-
ганической фазе. Далее изучали экстракцию фосфатного
28
комплекса хрома (3+) при pH 6 ([СгЗ+1 = 7,7 ∙ IO-3 г-ион/л,
концентрации фосфорной кислоты — 0,45 моль/л) в зависи
мости от концентрации н-додециламина в хлороформе. Эти
данные использованы для определения состава экстрагируе
мого ассоциата логарифмическим методом. Дополнительными опытами показано, что хлороформ без амина не экстрагирует
фосфатных комплексов хрома (3 + ). При расчетах принима
ли во внимание, что основным уравнением реакции является
Cr(HcPO4)'÷ + mAH+ + n(HcPO4)‰cχ(AH)m Cr(HcPO4)n + ,w
Из рис. 9 видно, что тангенс
|
|
угла наклона логарифмичес |
|||||
|
|
кой кривой равен трем. Сле |
|||||
|
|
довательно, |
к |
фосфатному |
|||
|
|
комплексу хрома (3 + ) |
при |
||||
|
|
соединяется |
при |
экстракции |
|||
|
|
три катиона н-додециламмо- |
|||||
|
|
ния, т. е. экстрагируется |
|||||
|
|
трехзарядный |
ацидокомп- |
||||
|
|
лекс. Трехзарядным ацидо- |
|||||
|
|
комплексам |
отвечают |
сле |
|||
|
|
дующие |
фосфатные |
|
комп |
||
|
|
лексные |
соединения |
хрома |
|||
|
|
(3 + ) : |
|
|
|
|
|
|
Рис. 9. |
Cr(HPO4)3", Cr(H2PO4)63- |
|||||
экстрагируемого ассоциата комплекса |
Содержание |
протонов в |
|||||
График для |
установления состава |
Cr(PO4)S- |
ассоциате |
||||
хрома(III) с |
н-додециламмонием. |
экстрагируемом |
|||||
|
|
определяли |
потенциометри |
||||
трование холостого экстракта и |
ческим титрованием. На ти- |
||||||
экстракта |
|
фосфата |
хрома |
(III) расходуется одинаковое количество КОН, что свиде тельствует об отсутствии протонов в экстрагированном фос
фатном комплексе хрома (3÷). Следовательно, при pH 6 экс трагируется ассоциат состава
I(C12H25NH3)3Cr(PO4)2I
Дополнительными опытами было показано, что мольное
соотношение хрома и фосфат-иона в насыщенной комплек
сом органической фазе равно 2.
29