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

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

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