Методы выделения и определения (экстракция и хроматография). Танганов Б.Б - 6 стр.

UptoLike

Рубрика: 

11
II.2.4. Разделение соединений в виде сульфидов
Сульфиды большинства металлов (за исключением щелоч-
ных и щелочноземельных металлов) трудно растворимы в воде.
В табл. 2.2 приведены некоторые условия осаждения сульфидов
металлов при контролируемом значении рН растворов и усло-
вия, при которых невозможно осаждение.
Таблица 2.2
Примеры осаждения некоторых сульфидов
Сульфид Условия
осаждения
Осадок
не образуется
HgS, CuS,Ag
2
S 1, 2, 3, 4
As
2
S
5
, As
2
S
3
, Sb
2
S
5
, Sb
2
S
3
1, 2, 3 4
Bi
2
S
3
, CdS, PbS, SnS 2, 3, 4 1
SnS
2
2, 3 1, 4
ZnS, CoS, NiS 3, 4 1, 2
FeS, MnS 4 1,2,3
Примечания: 1 HCl (3M); 2 HCl (0.3M); 3 ацетатная
буферная смесь с рН = 6; 4 буферная смесь NH
3
и (NH
4
)
2
S с рН
= 9.
II.2.5. Соосаждение
Соосаждение это процесс распределения микрокомпо-
нента между раствором (жидкая фаза) и осадком (твердая фаза)
без образования собственной твердой фазы.
Различают несколько видов соосаждения: адсорбцию, окк-
люзию, образование твердого раствора (изоморфное соосажде-
ние).
II.2.5.1.Адсорбция
Причиной адсорбции принято считать нескомпенсирован-
ность заряда ионов на поверхности кристаллов. Это экзотерми-
ческий процесс, т.е. в данном случае повышение температуры
снижает степень загрязненности осадка.
12
При рассмотрении данного процесса следует учитывать
ряд правил, регулирующих предпочтение (очередность) адсорб-
ции ионов.
1. Если в растворе присутствуют различные ионы, которые
могут адсорбироваться, то согласно правилу Паннета Фаянса
Хана из двух одинаково заряженных ионов равной концентра-
ции преимущественно адсорбируется тот, который сильнее при-
тягивается ионами кристалла. Сила ионного притяжения тем
больше, чем ниже растворимость соединения, образуемого этим
ионом с ионом решетки, чем больше поляризуемость аниона и
поляризующая сила катиона. Сильнее притягиваются собствен-
ные ионы осадка. В результате поверхность частиц заряжается
положительно или отрицательно и из раствора адсорбируются
противоионы. Например, на поверхности иодида серебра в при-
сутствии нитрата серебра и ацетат - ионов адсорбируются ионы
серебра, а в качестве противоионов - ацетат-ионы, поскольку
растворимость ацетата серебра ниже, а степень ковалентности
выше, чем у нитрата серебра. Схематически это можно записать
следующим образом:
AgI · Ag
+
¦ CH
3
COO
Разберем правило Паннета Фаянса Хана на примере. Ес-
ли в растворе, из которого происходит осаждение бария (хлори-
да бария) в виде сульфата бария (при взаимодействии с серной
кислотой), кроме ионов хлора присутствуют ионы NO
3
, BrO
3
,
F
и C
2
O
4
2
в приблизительно равных количествах, то в первую
очередь будут адсорбироваться оксалат ионы. Далее по спо-
собности к адсорбции ионы располагаются в следующем поряд-
ке: BrO
3
, F
и NO
3
, так как растворимость соответствующих
солей на 1000 мл воды равна: для BaC
2
O
4
3.65·10
6
моль, для
Ba(BrO
3
)
3.8·10
3
, для BaF
2
4.6·10
3
и для Ba(NO
3
)
2
1.95·10
1
моль.
Подбирая состав промывной жидкости, можно изменить
состав вещества, адсорбирующегося на поверхности осадка. Так,
если осадок сульфата бария, полученный осаждением из раство-
ра, где в качестве примеси присутствуют ионы F
, и в результате
этого на своей поверхности имеющий примеси BaF
2
, промывать
раствором KNO
3
, то происходит замещение ионов F
на ионы
             II.2.4. Разделение соединений в виде сульфидов            При рассмотрении данного процесса следует учитывать
                                                                 ряд правил, регулирующих предпочтение (очередность) адсорб-
      Сульфиды большинства металлов (за исключением щелоч-       ции ионов.
ных и щелочноземельных металлов) трудно растворимы в воде.             1. Если в растворе присутствуют различные ионы, которые
В табл. 2.2 приведены некоторые условия осаждения сульфидов      могут адсорбироваться, то согласно правилу Паннета − Фаянса −
металлов при контролируемом значении рН растворов и усло-        Хана из двух одинаково заряженных ионов равной концентра-
вия, при которых невозможно осаждение.                           ции преимущественно адсорбируется тот, который сильнее при-
                                           Таблица 2.2           тягивается ионами кристалла. Сила ионного притяжения тем
              Примеры осаждения некоторых сульфидов              больше, чем ниже растворимость соединения, образуемого этим
                                                                 ионом с ионом решетки, чем больше поляризуемость аниона и
           Сульфид             Условия        Осадок
                                                                 поляризующая сила катиона. Сильнее притягиваются собствен-
                              осаждения    не образуется
                                                                 ные ионы осадка. В результате поверхность частиц заряжается
        HgS, CuS,Ag2S          1, 2, 3, 4        −
                                                                 положительно или отрицательно и из раствора адсорбируются
   As2S5, As2S3, Sb2S5, Sb2S3   1, 2, 3          4               противоионы. Например, на поверхности иодида серебра в при-
     Bi2S3, CdS, PbS, SnS       2, 3, 4          1               сутствии нитрата серебра и ацетат - ионов адсорбируются ионы
             SnS2                 2, 3          1, 4             серебра, а в качестве противоионов - ацетат-ионы, поскольку
        ZnS, CoS, NiS             3, 4          1, 2             растворимость ацетата серебра ниже, а степень ковалентности
           FeS, MnS                4           1,2,3             выше, чем у нитрата серебра. Схематически это можно записать
                                                                 следующим образом:
     Примечания: 1 − HCl (3M); 2 − HCl (0.3M); 3 − ацетатная                              AgI · Ag+ ¦ CH3COO−
буферная смесь с рН = 6; 4 − буферная смесь NH3 и (NH4)2S с рН         Разберем правило Паннета −Фаянса −Хана на примере. Ес-
= 9.                                                             ли в растворе, из которого происходит осаждение бария (хлори-
                                                                 да бария) в виде сульфата бария (при взаимодействии с серной
                        II.2.5. Соосаждение                      кислотой), кроме ионов хлора присутствуют ионы NO3−, BrO3−,
                                                                 F− и C2O42− в приблизительно равных количествах, то в первую
      Соосаждение − это процесс распределения микрокомпо-        очередь будут адсорбироваться оксалат − ионы. Далее по спо-
нента между раствором (жидкая фаза) и осадком (твердая фаза)     собности к адсорбции ионы располагаются в следующем поряд-
без образования собственной твердой фазы.                        ке: BrO3−, F− и NO3−, так как растворимость соответствующих
      Различают несколько видов соосаждения: адсорбцию, окк-     солей на 1000 мл воды равна: для BaC2O4 − 3.65·10−6 моль, для
люзию, образование твердого раствора (изоморфное соосажде-       Ba(BrO3) − 3.8·10−3, для BaF2 − 4.6·10−3 и для Ba(NO3)2 −
ние).                                                            1.95·10−1 моль.
                                                                       Подбирая состав промывной жидкости, можно изменить
                         II.2.5.1.Адсорбция                      состав вещества, адсорбирующегося на поверхности осадка. Так,
                                                                 если осадок сульфата бария, полученный осаждением из раство-
     Причиной адсорбции принято считать нескомпенсирован-        ра, где в качестве примеси присутствуют ионы F−, и в результате
ность заряда ионов на поверхности кристаллов. Это экзотерми-     этого на своей поверхности имеющий примеси BaF2, промывать
ческий процесс, т.е. в данном случае повышение температуры       раствором KNO3, то происходит замещение ионов F− на ионы
снижает степень загрязненности осадка.

                              11                                                               12