Методы выделения и определения (экстракция и хроматография). Танганов Б.Б - 15 стр.

UptoLike

Рубрика: 

29
ацетона достигается в сотни раз быстрее, чем при использова-
нии раствора ацетилацетона в бензоле.
2. Константы диссоциации K
a
HL
и распределения K
D
HL
реагента. Для близких по свойствам реагентов скорость экс-
тракции будет выше при небольших величинах K
a
HL
, хотя чем
выше значение K
D
HL
, тем больше время для установления рав-
новесия. Так, при одинаковых условиях равновесие экстракции
использовании ацетилацетона в бензоле (lgK
D
= 0.76) устанав-
ливается за несколько минут, при использовании бензоилацето-
на (lgK
D
= 3,14) – за час, в то время как применение дибензоил-
метана (lgK
D
= 5.35) – за несколько часов.
3. рН и маскирующие вещества. Величина рН определяет
равновесные концентрации реакционноспособных форм реаген-
та и иона металла. При образовании устойчивых комплексов
маскирующих веществ с экстрагируемым ионом металла (на-
пример, ЭДТА образует устойчивые комплексы с трех- и четы-
рехзарядными ионами) для установления равновесия требуется
длительное время.
Исследование кинетики экстракции позволяет сделать вы-
вод о механизме экстракции, т.е. в какой из двух фаз образуется
экстрагируемый комплекс: если при замене растворителя K
D
реагента увеличивается и процесс замедляется, то можно сде-
лать вывод о том, что экстрагируемый комплекс образуется в
водной фазе.
Для установления времени достижения равновесия при
экстракции и реэкстракции получают кинетические кривые за-
висимости коэффициента распределения от времени контакта
фаз (рис. 6.).
Используя различия в скорости экстракции, удается раз-
делить 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 отде-
ление ионов кобальта (III) и хрома (III), которые образуют прак-
тически инертные внутрикомплексные соединения, от других
ионов металлов, извлеченных на стадии экстракции вместе с
ионами кобальта и хрома, достаточно быстро и легко реэкстра-
гирующихся.
30
Время
D
Рис.6. Зависимость коэффициента распределения от
времени контакта фаз при экстракции (нижняя ветвь)
и реэкстракции (верхняя ветвь кривой).
III.4. Признаки классификации процессов экстракции
Экстракционные процессы можно классифицировать по
следующим признакам:
по природе и свойствам экстрагентов;
по природе экстрагируемого соединения;
по способам выполнения экстракции.
III.4.1. Экстрагенты и растворители
Экстракцию проводят кислотными (катионообменными),
основными (анионообменными) и нейтральными экстрагента-
ми.
В качестве кислотных экстрагентов чаще всего применяют
хелатообразующие реагенты и фосфорорганические кислоты.
Реакцию данных экстрагентов с ионами металлов упрощенно
можно представить в виде следующего равновесия
M
(вод)
n+
+ n HL
(oрг)
ML
n(oрг)
+ n H
+
(oрг)
Экстракцию с основными экстрагентами принято пред-
ставлять ионообменным процессом
R
4
N
+
X
(oрг)
+ A
(вод)
R
4
N
+
A
(oрг)
+ X
(вод)
Нейтральные экстрагенты, которые обладают высокой до-
норной способностью, применяются для экстракции незаряжен-
ных комплексных ионов металлов с лигандами Cl
, Br
, I
,
ацетона достигается в сотни раз быстрее, чем при использова-
нии раствора ацетилацетона в бензоле.
      2. Константы диссоциации KaHL и распределения KDHL
реагента. Для близких по свойствам реагентов скорость экс-




                                                                                    D
тракции будет выше при небольших величинах KaHL, хотя чем
выше значение KDHL, тем больше время для установления рав-
новесия. Так, при одинаковых условиях равновесие экстракции
использовании ацетилацетона в бензоле (lgKD = 0.76) устанав-                                        Время
ливается за несколько минут, при использовании бензоилацето-
на (lgKD = 3,14) – за час, в то время как применение дибензоил-
метана (lgKD = 5.35) – за несколько часов.                                 Рис.6. Зависимость коэффициента распределения от
      3. рН и маскирующие вещества. Величина рН определяет                времени контакта фаз при экстракции (нижняя ветвь)
равновесные концентрации реакционноспособных форм реаген-                         и реэкстракции (верхняя ветвь кривой).
та и иона металла. При образовании устойчивых комплексов
маскирующих веществ с экстрагируемым ионом металла (на-                   III.4. Признаки классификации процессов экстракции
пример, ЭДТА образует устойчивые комплексы с трех- и четы-
рехзарядными ионами) для установления равновесия требуется              Экстракционные процессы можно классифицировать по
длительное время.                                                  следующим признакам:
      Исследование кинетики экстракции позволяет сделать вы-            − по природе и свойствам экстрагентов;
вод о механизме экстракции, т.е. в какой из двух фаз образуется         − по природе экстрагируемого соединения;
экстрагируемый комплекс: если при замене растворителя KD                − по способам выполнения экстракции.
реагента увеличивается и процесс замедляется, то можно сде-
лать вывод о том, что экстрагируемый комплекс образуется в                       III.4.1. Экстрагенты и растворители
водной фазе.
      Для установления времени достижения равновесия при                Экстракцию проводят кислотными (катионообменными),
экстракции и реэкстракции получают кинетические кривые за-         основными (анионообменными) и нейтральными экстрагента-
висимости коэффициента распределения от времени контакта           ми.
фаз (рис. 6.).                                                          В качестве кислотных экстрагентов чаще всего применяют
      Используя различия в скорости экстракции, удается раз-       хелатообразующие реагенты и фосфорорганические кислоты.
делить ионы металлов. Так, в кислой среде дитизонаты ионов         Реакцию данных экстрагентов с ионами металлов упрощенно
Hg(II) и Au(III) экстрагируются в течение нескольких минут, а      можно представить в виде следующего равновесия
экстракция дитизоната Cu(II) происходит с гораздо меньшей                        M(вод)n+ + n HL(oрг) ↔ MLn(oрг) + n H+ (oрг)
скоростью и длительное время. Реэкстракцией возможно отде-              Экстракцию с основными экстрагентами принято пред-
ление ионов кобальта (III) и хрома (III), которые образуют прак-   ставлять ионообменным процессом
тически инертные внутрикомплексные соединения, от других                        R4N+X−(oрг) + A−(вод) ↔ R4N+ A−(oрг) + X−(вод)
ионов металлов, извлеченных на стадии экстракции вместе с               Нейтральные экстрагенты, которые обладают высокой до-
ионами кобальта и хрома, достаточно быстро и легко реэкстра-       норной способностью, применяются для экстракции незаряжен-
гирующихся.                                                        ных комплексных ионов металлов с лигандами Cl−, Br−, I−,


                               29                                                              30