ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
357
Используя различия в скорости экстракции, удается разделить
ионы металлов. Так, в кислой среде дитизонаты ионов Hg(II) и Au(III)
экстрагируются в течение нескольких минут, а экстракция дитизоната
Cu(II) происходит с гораздо меньшей скоростью и длительное время.
Реэкстракцией возможно отделение ионов кобальта (III) и хрома (III),
которые образуют практически инертные внутрикомплексные соеди-
нения, от других ионов металлов, извлеченных на стадии экстракции
вместе с ионами кобальта и хрома, достаточно быстро и легко реэкс-
трагирующихся.
VII.3.4. Признаки классификации процессов экстракции
Экстракционные процессы можно классифицировать по сле-
дующим признакам:
по природе и свойствам экстрагентов;
по природе экстрагируемого соединения;
по способам выполнения экстракции.
VII.3.4.1. Экстрагенты и растворители
Экстракцию проводят кислотными (катионообменными), основ-
ными (анионообменными) и нейтральными экстрагентами.
В качестве кислотных экстрагентов чаще всего применяют хела-
тообразующие реагенты и фосфорорганические кислоты. Реакцию
данных экстрагентов с ионами металлов упрощенно можно предста-
вить в виде следующего равновесия:
M
(вод)
n+
+ n HL
(oрг)
↔ ML
n(oрг)
+ n H
+
(oрг)
.
Экстракцию с основными экстрагентами принято представлять ионо-
обменным процессом:
R
4
N
+
X
−
(oрг)
+ A
−
(вод)
↔ R
4
N
+
A
−
(oрг)
+ X
−
(вод)
.
Нейтральные экстрагенты, которые обладают высокой донорной
способностью, применяются для экстракции незаряженных комплекс-
ных ионов металлов с лигандами Cl
−
, Br
−
, I
−
, SCN
−
. В качестве примера
можно представить экстракцию ионов циркония (IV) из хлоридных
растворов:
Zr
IV
(вод)
+ 4Cl
−
(вод)
+ 2 ТБФ
(орг)
↔ ZrCl
4
(ТБФ)
2(орг)
,
где ТБФ – трибутилфосфат.
Экстрагенты применяются в виде их растворов в органическом
растворителе, который в качестве разбавителя улучшает экстракцион-
ные и некоторые физические свойства органической фазы. К ним
предъявляется ряд требований:
358
плотность относительно воды должна быть гораздо меньше или, на-
оборот, больше единицы, чтобы фазы хорошо расслаивались (напри-
мер, такие растворители, как тетрхлорид углерода CCl
4
, (ρ = 1.59; хло-
роформ CHCl
3
, (ρ = 1.49; бензол С
6
Н
6
, ( ρ= 0.88; толуол C
6
H
5
CH
3
, (ρ =
0.87; и др);
слабая растворимость в воде;
малая токсичность;
относительная дешевизна.
VII.3.4.2. Экстрагируемые соединения
Экстрагируемые соединения могут быть разделены на два типа:
1) неионизованные (однородно- и смешанно лигандные) ком-
плексы;
2) ионные ассоциаты.
Отметим, что каждый из двух типов включает в себя соединения, от-
личающиеся строением, природой связи и характером взаимодействия
с экстрагентом (табл.7.3).
Таблица 7.3.
Типы сое-
динений
Группы соединений
I.Неиони-
зованные
1.Координационно-несольватированные соединения с
ковалентной связью (I
2
; хлориды - HgCl
2
, AsCl
3
, SbCl
3
,
GeCl
4
; бромиды - HgBr
2
, AsBr
3
, SbBr
3
, GeBr
4
, SeBr
4
;
йодиды – HgI
2
, AsI
3
, SbI
3
, SnI
4
; оксиды – RuO
4
, OsO
4
).
2. Внутрикомплексные соединения (8-окси-
хинолинаты; диэтилдитиокарбаминаты и др.).
3.Координационно-сольватированные нейтральные
комплексы: например, хлориды состава MCl
n
L
y
,где M =
Sc(III), Zr(IV), Au(III) и т.д.; нитраты M(NO
3
)
n
L
y
, где M
= UO
2
2+
, Zr(IV) и др.; L – во всех случаях - нейтральные
экстрагенты
II.Ионные
ассоциаты
4.Координационно-несольватированные ионные ассо-
циаты строения [B
+
][A
−
], где В
+
- основные экстраген-
ты, А
−
: ClO
4
−
, ReO
4
−
, MnO
4
−
, IO
4
−
и др.
5. Комплексные кислоты: H
(p-q)
MX
p
, например, HFeCl
4
,
H
2
CdI
4
, HSbCl
6
и др. Экстрагенты в этих случаях могут
быть и основными и нейтральными.
1. Координационно-несольватированные нейтральные соедине-
ния. К этой группе можно отнести соединения с преимущественно ко-
Используя различия в скорости экстракции, удается разделить плотность относительно воды должна быть гораздо меньше или, на-
ионы металлов. Так, в кислой среде дитизонаты ионов Hg(II) и Au(III) оборот, больше единицы, чтобы фазы хорошо расслаивались (напри-
экстрагируются в течение нескольких минут, а экстракция дитизоната мер, такие растворители, как тетрхлорид углерода CCl4, (ρ = 1.59; хло-
Cu(II) происходит с гораздо меньшей скоростью и длительное время. роформ CHCl3, (ρ = 1.49; бензол С6Н6, ( ρ= 0.88; толуол C6H5CH3, (ρ =
Реэкстракцией возможно отделение ионов кобальта (III) и хрома (III), 0.87; и др);
которые образуют практически инертные внутрикомплексные соеди- слабая растворимость в воде;
нения, от других ионов металлов, извлеченных на стадии экстракции малая токсичность;
вместе с ионами кобальта и хрома, достаточно быстро и легко реэкс- относительная дешевизна.
трагирующихся.
VII.3.4.2. Экстрагируемые соединения
VII.3.4. Признаки классификации процессов экстракции
Экстрагируемые соединения могут быть разделены на два типа:
Экстракционные процессы можно классифицировать по сле- 1) неионизованные (однородно- и смешанно лигандные) ком-
дующим признакам: плексы;
по природе и свойствам экстрагентов; 2) ионные ассоциаты.
по природе экстрагируемого соединения; Отметим, что каждый из двух типов включает в себя соединения, от-
по способам выполнения экстракции. личающиеся строением, природой связи и характером взаимодействия
с экстрагентом (табл.7.3).
VII.3.4.1. Экстрагенты и растворители Таблица 7.3.
Типы сое-
Экстракцию проводят кислотными (катионообменными), основ- динений Группы соединений
ными (анионообменными) и нейтральными экстрагентами. I.Неиони- 1.Координационно-несольватированные соединения с
В качестве кислотных экстрагентов чаще всего применяют хела- зованные ковалентной связью (I2; хлориды - HgCl2, AsCl3, SbCl3,
тообразующие реагенты и фосфорорганические кислоты. Реакцию GeCl4; бромиды - HgBr2, AsBr3, SbBr3, GeBr4, SeBr4;
данных экстрагентов с ионами металлов упрощенно можно предста- йодиды – HgI2, AsI3, SbI3, SnI4; оксиды – RuO4, OsO4).
вить в виде следующего равновесия: 2. Внутрикомплексные соединения (8-окси-
M(вод)n+ + n HL(oрг) ↔ MLn(oрг) + n H+ (oрг) . хинолинаты; диэтилдитиокарбаминаты и др.).
Экстракцию с основными экстрагентами принято представлять ионо- 3.Координационно-сольватированные нейтральные
обменным процессом: комплексы: например, хлориды состава MClnLy,где M =
R4N+X−(oрг) + A−(вод) ↔ R4N+ A−(oрг) + X−(вод) . Sc(III), Zr(IV), Au(III) и т.д.; нитраты M(NO3)nLy, где M
Нейтральные экстрагенты, которые обладают высокой донорной = UO22+, Zr(IV) и др.; L – во всех случаях - нейтральные
способностью, применяются для экстракции незаряженных комплекс- экстрагенты
ных ионов металлов с лигандами Cl−, Br−, I−, SCN−. В качестве примера II.Ионные 4.Координационно-несольватированные ионные ассо-
можно представить экстракцию ионов циркония (IV) из хлоридных ассоциаты циаты строения [B+][A−], где В+ - основные экстраген-
растворов: ты, А−: ClO4−, ReO4−, MnO4−, IO4− и др.
ZrIV(вод) + 4Cl−(вод) + 2 ТБФ(орг) ↔ ZrCl4(ТБФ)2(орг) , 5. Комплексные кислоты: H(p-q)MXp, например, HFeCl4,
где ТБФ – трибутилфосфат. H2CdI4, HSbCl6 и др. Экстрагенты в этих случаях могут
Экстрагенты применяются в виде их растворов в органическом быть и основными и нейтральными.
растворителе, который в качестве разбавителя улучшает экстракцион-
ные и некоторые физические свойства органической фазы. К ним 1. Координационно-несольватированные нейтральные соедине-
предъявляется ряд требований: ния. К этой группе можно отнести соединения с преимущественно ко-
357 358
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 177
- 178
- 179
- 180
- 181
- …
- следующая ›
- последняя »
