Физико-химические закономерности экстракции комплексных соединений ртути(II) производными пиразолона тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.04 ВАК РФ

Нечаева, Екатерина Михайловна АВТОР
кандидата химических наук УЧЕНАЯ СТЕПЕНЬ
Пермь МЕСТО ЗАЩИТЫ
2009 ГОД ЗАЩИТЫ
   
02.00.04 КОД ВАК РФ
Диссертация по химии на тему «Физико-химические закономерности экстракции комплексных соединений ртути(II) производными пиразолона»
 
Автореферат диссертации на тему "Физико-химические закономерности экстракции комплексных соединений ртути(II) производными пиразолона"

На правах рукописи

□О3473оьа

НЕЧАЕВА ЕКАТЕРИНА МИХАИЛОВНА

ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ ЭКСТРАКЦИИ КОМПЛЕКСНЫХ СОЕДИНЕНИЙ РТУТИ(П) ПРОИЗВОДНЫМИ

ПИРАЗОЛОНА

02.00.04. - Физическая химия

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук

1 8ОН 2003

Пермь-2009

003473569

Работа выполнена на кафедре аналитической химии государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Пермский государственный университет»

Научный руководитель: доктор химических наук, профессор

Дегтев Михаил Иванович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Радушев Александр Васильевич

доктор химических наук, профессор Басов Вадим Наумович

Ведущая организация: Институт органической химии

УНЦ РАН, г.Уфа

Защита состоится «23» июня 2009 года в 15 часов на заседании диссертационного совета Д 004.016.01 в Институте технической химии Уральского Отделения РАН: 614013, г. Пермь, ул. Академика Королева, 3.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института технической химии УрО РАН.

Отзывы просим направлять по адресу: 614013, г. Пермь,

Ул. Академика Королева, 3, Институт технической химии УрО РАН.

Диссертационный совет Д 004.016.01

Факс: (342) 237-82-62, e-mail: cheminst@mpm.ru Автореферат разослан «<ЗД> мая 2009 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат химических наук

Горбунов А.А.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования. Ртуть, ее сплавы и соединения широко применяются в различных областях: приборостроении, медицине, химической технологии, электропромышленности, производстве красителей, сельском хозяйстве. Вместе с тем известно, что ртуть - высокотоксичный металл и его использование приводит к загрязнению окружающее среды. Поэтому исследования равновесий и комплексообразования ртути (II) с органическими лигандами в растворах являются важными и актуальными для практического применения.

Известно, что конденсированные производные антипирина (АП) -диантипирилалканы (ДАА) - и 1-фенил-3-метилпиразолона-5 (ФМП) -дипиразолонилалканы (ДПА) - являются эффективными экстрагентами ионов металлов. Однако, процессы комплексообразования и экстракции ртути (II) с этими реагентами изучены недостаточно. Такие исследования позволят решить проблему выбора оптимального экстрагента, взаимосвязи его строения и экстракционной способности, учета стерических и других факторов. Результаты изучения механизмов распределения, найденные количественные характеристики и физико-химические закономерности послужат дополнительным вкладом в химию равновесий комплексообразования в процессах экстракции ртути.

Цель работы. Выявление физико-химических закономерностей комплексообразования и экстракции ионов ртути (II) производными пиразолона из хлоридных, бромидных, иодидных, тиоцианатных, нитратных, ацетатных, аммиачных и щелочных растворов. Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

1. Определение оптимальных условий распределения Р^(И) в органические растворители в присутствии АП, ДАА, ФМП и ДПА; изучение состава экстрагируемых комплексов и механизма их распределения между фазами.

2. Установление коэффициентов и констант распределения ионов ртути(П), констант устойчивости комплексов, констант скорости экстракции, частных констант экстракционных равновесий, выявление соответствующих корреляций.

Научная новизна. Исследованы равновесия комплексообразования и экстракции ионов Н£(П) из галогенидных, тиоцианатных, нитратных, ацетатных, аммиачных и щелочных растворов в хлороформ, 1,2-дихлорэтан и керосин в присутствии АП, ДАА, ФМП и ДПА. Установлены механизмы распределения и состав экстрагируемых комплексных соединений.

Найдены количественные характеристики экстракционных процессов, показаны корреляции констант скорости экстракции, констант экстракции и распределения Н§(Н), условных констант экстракционных равновесий с индивидуальными характеристиками реагентов и анионов.

Показана возможность использования диантипирилдекана (ДАД) и диантипирилундекана (ДАУ) для концентрирования ртути из хлоридных растворов в керосин и его смеси с хлороформом.

Практическая значимость. Разработаны методики экстракционного выделения и концентрирования ртути(Н) с последующим спектрофотометрическим определением. Методики обладают высокой селективностью и хорошей воспроизводимостью.

На защиту выносятся:

1. Закономерности экстракции ионов ртути(П) АП, ДА А, ФМП и ДПА из галогенидных, тиоцианатных, смешанных, нитратных, ацетатных, аммиачных и щелочных растворов.

2. Составы экстрагируемых комплексов, механизмы распределения Hg(II) между водными растворами различного состава и органическими растворителями.

3. Количественные характеристики при распределении макроколичеств ртути (II), включая константы устойчивости комплексов, константы скорости экстракции, рН 50%-ного извлечения, константы экстракции и распределения, а также корреляционные зависимости.

4. Экстракционно-фотометрические методики определения ртути с а) ДАД и дитизоном и б) ДПГ и тиокетоном Михлера.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались на VI, VIII — X краевой конференции студентов и молодых ученых «Химия и экология» (Пермь 2004, 2006, 2007, 2008), XV и XVII Российской молодежной научной конференции «Проблемы теоретической и экспериментальной химии» (Екатеринбург 2005, 2007), Международной научной конференции «Эколого-экономические проблемы освоения минерально-сырьевых ресурсов» (Пермь, 2005), Международной научной конференции «Инновационный потенциал естественных наук» (Пермь, 2006), Всероссийской научной конференции молодых ученых и студентов «Современное состояние и приоритеты развития фундаментальных наук в регионах» (Краснодар, 2007), IV региональной научной конференции «Проблемы теоретической и экспериментальной аналитической химии» (Пермь, 2008), XLVI Международной научной студенческой конференции «Студент и научно-технический прогресс» (Новосибирск, 2008).

Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 15 работ: 3 статьи, из них 1 статья в периодическом издании, входящем в список ВАК, 11 тезисов докладов на Российских и международных конференциях, получен 1 патент на изобретение.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, выводов, библиографического списка (97 наименований), приложения; изложена на 118 страницах, включая 12 таблиц и 44 рисунка.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность исследования, сформулированы цели и задачи работы, отражены научная новизна и практическая значимость, перечислены положения, выносимые на защиту.

Первая глава посвящена обзору экстрагентов ионов ртути (II), их физико-химическим и комплексообразующим свойствам, механизмам распределения в органические растворители.

Во второй главе даны сведения о реактивах, приборах и методиках исследования. В работе использовались синтезированные по известным методикам ДАА: диантипирилметан ДАМ (ди-(1,5-диметил-2-фенил-4-пиразолин-3-он-4-ил)метан), диантипирилбутан ДАБ (ди-(1,5-диметил-2-фенил-4-пиразолин-3-он-4-ил)бутан), диантипирилпентан ДАП (ди-(1,5-диметил-2-фенил-4-пиразолин-3-он-4-ил)пентан), диантипирилгептан ДАГ (ди-(1,5-диметил-2-фенил-4-пиразолин-3-он-4-ил)гептан) и ДПА:

дипиразолонилбутан ДПБ (ди-(1-фенил-3-метил-2-пиразолин-5-он-4-ил)бутан), дипиразолонилгептан ДПГ (ди-(1-фенил-3-метил-2-пиразолин-5-он-4-ил)гептан). Впервые получены диантипирилдекан ДАД (ди-(1,5-диметил-2-фенил-4-пиразолин-3-он-4-ил)декан) и диантипирилундекан ДАУ (ди-(1,5-диметил-2-фенил-4-пиразолин-3-он-4-ил)ундекан). Остальные

реактивы были квалификации «хч» и «чда».

В третьей главе рассмотрены закономерности экстракции ртути(П) из хлоридных, бромидных, иодидных, тиоцианатных и смешанных растворов диантипирилалканами.

Распределение ртути (II) из растворов HCl ДАА в хлороформ зависит от устойчивости и заряда ртутьхлоридного комплексного аниона, основности реагента и распределения его хлоридной соли.

Влияние HCl на экстракцию ионного ассоциата ртути (II) связано с изменением концентрации свободного экстрагента вследствие извлечения однокислотной соли (R-HC1) и неэкстрагируемой для ДАМ и его низших гомологов двукислотной соли (R-2HC1) реагента. Распределение HCl зависит, в свою очередь, и от природы органического растворителя, и от основности реагента. Так, 50%-ное извлечение солей R-HC1 в хлороформ наблюдается при следующей концентрации HCl, моль/л: ДАМ(1,75), ДАБ(0,83), ДАГ(0,75), ДАД(0,54), ДАУ(0,46).

Таким образом, замена атсма водорода у центрального углеродного атома молекулы реагента более нуклеофильным углеводородным радикалом усиливает основные свойства гомологов и приводит к образованию экстрагируемой соли R-HC1 при меньшей концентрации хлороводородной кислоты и, как следствие, наблюдается сдвиг максимума на кривых экстракции хлоридных комплексов ртути (II) в менее кислую область. Вместе с этим расширяется интервал концентраций HCl, в котором происходит максимальное извлечение Hg(II) при замене ДАМ его гомологами.

-1

О

1

Рис. 1. Распределение ионов ртути(Н) из растворов НС1 в СНС13, моль/л: СН8=0,01, Са=0,1. 1 - АП, 2 - ДАМ, 3 - ДАБ, 4 - ДАП, 5 - ДАГ, 6 - ДАД, 7 - ДАУ.

Оптимальной кислотностью водной фазы при экстракции ртути в хлороформ можно считать 0,4-0,6 моль/л НС1 для ДАМ, ДАБ, ДАП, ДАГ и 0,2-0,3 моль/л НС1 для антипирина (рис. 1). При дальнейшем увеличении концентрации кислоты экстракционная емкость реагентов уменьшается, что связано с их переходом в двукислотную соль 11-2НС1, не извлекающую ионы металлов. Однако, высшие гомологи ДАМ - ДАУ и ДАД - количественно извлекают ртуть (>99,0%) в интервале концентрации НС1, равном 0,5 - 7 моль/л. Расширение интервала оптимальной кислотности объясняется, с одной стороны, увеличением основных свойств реагента, с другой, - хорошей растворимостью одно- и двукислотных солей реагентов в органическом растворителе.

Как видно из рис. 1, по значению концентрации хлороводородной кислоты при 50%-ном извлечении ртути (^0=0) исследуемые реагенты можно расположить в следующий ряд: ДАМ > ДАБ > ДАП > ДАГ > ДАД > ДАУ, то есть с увеличением длины радикала при центральном углеродном атоме значение рН50 будет смещаться в менее кислую область.

Изотермы экстракции ртута в хлороформ при оптимальной кислотности среды свидетельствуют о высокой емкости ДАА. Так для 0,1 моль/л растворов реагентов экстракционная емкость (моль/л) по ртути(Н) составила:

8,03-10"3 (АП); 4,65-Ю"2 (ДАМ); 4,70-Ю"2 (ДАБ); 4,74-Ю"2 (ДАП); 4,80-Ю"2 (ДАГ); 4,96-10"2 (ДАД); 4,9910"2 (ДАУ).

С помощью методов изомолярных серий, молярных отношений, билогарифмических зависимостей ^(Нц) - ^С(Я) и - ^С(СГ),

химического анализа насыщенных ионами металла экстрактов установлено соотношение Н§:11:Н:С1=1 :2:2:4, где Я -ДАА.

Принимая во внимание высокую устойчивость тетрахлоридного комплексного иона ртути(И) (Кнетт[Н£С14]2"=б,03-10"16), можно допустить, что распределение хлоридных комплексов ртути с гомологами ДАМ (СпН2„+1 > С6Н13) протекает по реакции присоединения металлкомплексной кислоты к основанию молекулы реагента по схеме:

Н2[НВС14](в) ^ 2Н+(В) + [НёС14]2-(0), 2К<о) + 2Н+(В) + [НЕС14]2"(в) г» (ЯН)2[НеС14](о1, либо экстракция комплекса осуществляется по реакции присоединения соли металла к однокислотной соли реагента:

211НС1(0) + Н6С12 (в) ^ (RH)2[HgCl4](0).

В случае ДАМ можно также допустить (в силу его меньшей основности по сравнению с ДАД и ДАУ) реакцию межфазного анионного обмена: 21ШС1(0) + [НёС14]2"(в) ^ (КН)2[НёС14](0) + 2СГ (в).

ДАД и ДАУ, в отличие от других гомологов ДАМ, растворяются в керосине при незначительном нагревании (1=40-50°С). При СНа=1,0-2,0 моль/л возможно экстракционное извлечение ионов ртути в керосин с образованием третьей жидкой фазы, степень концентрирования металла в которой достаточно высока и составляет более 98%. Доказано, что в третью фазу также экстрагируются соединения с соотношением Н§:Я:Н:С1=1:2:2:4. Для увеличения скорости расслаивания можно применять смесь керосин: хлороформ = 8,5:1,5.

При выявлении зависимости распределения ионов ртуги(П) от концентрации Н2804 в присутствии бромид-ионов (рис. 2) установлено, что экстракционная способность ДАА также возрастает с увеличением длины радикала при центральном углеродном атоме. Оптимальными условиями извлечения ионов металла следует считать, моль/л Н2504: 0,02-0,05 (АП), 0,20,3 (ДАМ), 0,1 - 0,25 (ДАБ), 0,25 - 1,0 (ДАГ), 0,1 - 2,0 (ДАУ). №

5

Рис. 2. Распределение ионов ртути(Н) из растворов Н2804 -КВг в СНС13, моль/л: СН8=0,01, Ск=0,1, Сквг=0,2. 1 - АП, 2 -ДАМ, 3 - ДАБ, 4 - ДАТ, 5 -ДАУ.

Н^О«, моль/л

0,5

Экстракция ртути из бромидных растворов также зависит от концентрации однокислотной соли Я-НВг, то есть от ее распределения между водными растворами НВг или смеси И2804+КВг и хлороформом. При сравнении способности кислот к экстракции по величине рН 50%-ного извлечения (рН50) однокислотных солей Ы-НВг получена зависимос ть:

- для НВг: рН5о(ДАМ-НВг)=0,26; рН50(ДАБНВг)=0,40; рН50(ДАГ-НВг)=0,52; рН50(ДАУ-НВг)=0,71;

для Н2804+КВг. рН50(ДАМ-НВг)=О,24; рН50(ДАБ-НВг)=О,38; рН5о(ДАГ-НВг)=0,49;рН5о(ДАУ-НВг)=0,70.

Таким образом, при экстракции ртути из бромидных растворов в хлороформ большей экстракционной способностью обладают реагенты с длиной цепи у центрального углеродного атома молекулы реагента > СбН^. Необходимо отметить, что максимальное извлечение Н§(11) смещается в менее кислую область, по сравнению с хлоридными растворами. Так, для ДАУ количественное извлечение ртути наблюдается уже в 0,1 моль/л Н2804.

Для экстрагируемых соединений с - помощью вышеперечисленных методов найдено соотношение Н§:11:Н:Вг=1:2:2:4, где 11= АП и ДАА. Данные результаты были подтверждены анализом препаративно выделенных комплексов.

По классификации Пирсона иодид-ион более «мягкий» лиганд по сравнению с хлорид- и бромид-ионами. Это в полной мере проявляется при экстракции иодидных солей ДАА и комплексов, образованных «мягким» металлом - ртутью.

Полученные экспериментальные данные показали, что основное различие заключается в экстракции иодидной и хлоридной солей реагентов. Если для экстракции хлоридной соли ДАМ или его гомолога необходима кислотность среды, равная 1-3 моль/л, то 11Н1 количественно распределяется в СНС13 уже при [Н+]=0,1-0,2 моль/л. Кроме того, распределение иодидной соли не изменяется в широком интервале кислотности вплоть до 10 моль/л ионов водорода. Влияние длины алкилыюй цепочки у центрального углеродного атома в молекуле реагента практически не сказывается на его экстракционной способности.

Величина рН 50%-ного извлечения однокислотных иодидных солей ДАМ, ДАБ, ДАГ и ДАУ составила:

- для Н1: рН50(ДАМ-Н1)=0,92; рН50(ДАБ-Н1)=1,05; рН50(ДАГ-Н1)=1,15; рН50(ДАУ-Н1)= 1,30;

-для Н2В04+К1: рН50(ДАМ-Н1)=0,87; рН50(ДАБ-Н1)=1,02; рН50(ДАГ-Н1)=1,12; рН50(ДАУ-Ш)=1,30.

То есть экстракция кислот уменьшается в ряду Н1 > НВг > НС1.

Оптимальная кислотность извлечения Н§(П) составляет 0,1 - 0,5 моль/л Н2804 для АП, 0,25-0,75 моль/л для ДАМ, 0,1-0,75 моль/л для ДАБ, 0,1-6,0 моль/л для ДАГ (рис. 3).

Рн

Рис. 3. Распределение ионов ртути(Н) из растворов П2804-К1 в СНС13, моль/л: СН8=0,01, Ск=0,1, Ск1=0,2. 1 - АП, 2 - ДАМ, 3 - ДАБ, 4 - ДАТ.

Кривые распределения ртути (II) из иодидных растворов в зависимости от рН свидетельствуют об образовании двух комплексов различного состава. Доказано, что из кислых растворов экстрагируются ионные ассоциаты (Ы-Н)2[Щ14] (Х,мх=330 нм), а при рН=2-3 - комплексы внедрения [АП2Н§12], [ДААН8Ц (Атаах=320 нм).

Для изучения экстракции ионов ртути (И) из тиоцианатных растворов использовали смесь растворов Н2804+МН48СК Существенным отличием этой системы является то, что тиоцианат-ионы оказывают значительную конкуренцию ионам металлов за реагент. При высокой концентрации 8С>Г -ионов экстракция металлов подавляется. Это объясняется сверхстехиометрической экстракцией HSCN (отношение [Н5СМ](0):[11](0) может достигать 4 и более), что свидетельствует об извлечении кислоты не только основаниями, но и их солями.

Действительно, характер полученных кривых экстракции ртути(Н) из тиоцианатных растворов диантипирилалканами (рис. 4) подтверждает особенности данной системы.

Рис. 4. Распределение ионов ртути(Н) из растворов Н2804-ЫН48СЫ в СНС13, моль/л: Сн„=0,01, Са=0,1, С5с^0,2. 1 -АП, 2 - ДАМ, 3 - ДАБ, 4 - ДАГ.

Оптимальная кислотность извлечения ртути(И) антипирином и его производными составляет: 0,1 - 0,25 моль/л Н2804 для АП, 0,2-0,3 моль/л Н2804 для ДАМ, ДАБ и ДАГ.

Установлено, что из тиоцианатных растворов (по аналогии с галогенидными) ртуть (II) извлекается в виде ионных ассоциатов состава 0Ш)2[Нё(8СК)4].

С целью реализации задачи повышения избирательности экстракционных разделений было изучено распределение ртути (II) из смешанных галогенидных и тиоцианатных растворов, а также в присутствии нитрат-ионов.

В условиях 50%-ного извлечения ионов Н§(11) (0,02-0,03 моль/л НС1) диантипирилметаны экстрагируют узкий круг элементов, а именно, ташшй(Ш) и медь(1). При добавлении 0,02-0,04 моль/л бромид-, иодид- или тиоцианат-ионов наблюдается количественное извлечение ртути (>99,0%). В данных условиях ДАМ практически не извлекает медь(П), цинк, кадмий, свинец, галлий, висмут, индий, палладий, кобальт(П), марганец(П), сурьму, цирконий(1У).

При изучении распределения хлоридных ацидокомплексов ртути (II) в присутствии нитрат -ионов наблюдается подавление экстракции ионов ртути. В таких же условиях подавляется извлечение целого ряда ионов металлов, за исключением золота(Ш), таллия(Ш) и меди®. Таким образом, данный подход представляет не только теоретический, но и практический интерес, поскольку может найти применение для увеличения селективности выделения ионов металлов.

Подавление экстракции ацидокомплексов в смешанных системах связано с протеканием межфазных реакций анионного обмена согласно уравнению: (КН)2[НёС14](о) + 2ЪЮ3" (в) ^ 21ШШ3(0) + [НЁС14]2- (в).

Фактор разделения (8) меди(1) и ртуги(Н) при 4 моль/л исходной концентрации КаЖ>3 составляет ЙСи(1уН„= ЕСи(1/Ене= 2,78 (ДАГ).

Изучены кинетические характеристики извлечения ртути(И) из хлоридных растворов ДАА в хлороформ. Порядок реакции определен графическим методом. Линейная зависимость наблюдается в координатах 1пС(Щг+(в)) - г, то есть процессы экстракции ртути(П) диантипирилалканами относятся к реакциям псевдопервого порядка. Значения констант скорости экстракции к (1=23-25°С), с"1: (3,06±0,10)-10"2 (ДАБ); (3;66±0,14)-10"2 (ДАГ); (3,97±0,07)Т0"2 (ДАД) коррелируют со значениями индукционных констант Тафта (о) алкильных заместителей в молекулах реагента (к=25,61-(-ст) + 0,105; г2=0,996).

В ряду СГ - Вг" - ЯСЫ" - I" наблюдается повышение устойчивости ацидокомплексов ртути(Н), следовательно, способности экстрагироваться из водных растворов, что подтверждается возрастающими значениями

экспериментально найденных величин констант экстракции (1§КЭ) и распределения (^Р) (табл. 1).

Таблица 1

Значения констант экстракции ^К, и распределения ^Р [ЩХ4]2' дляДАБ

Анион № № 1ВР lgKy.Tr -Дв, кДж/моль

СГ 3,20 2,00 5,20 15,22 330

Вг 3,24 3,67 6,91 21,00 301

3,26 3,60 6,86 21,20 255

г 3,32 6,01 9,33 29,83 268

Вычисленные значения констант экстракции и распределения коррелируют с такими физико-химическими величинами, как константы устойчивости ацидокомплексов (^Куст) и энергии гидратации анионов (Дв). Корреляционные уравнения: 1§Р=0,282-^Куст+0,917, г2=0,999; 1£Кэ=0,008-1§Куст+3,076, г2=0,977 - для галогенидных и тиоцианатных растворов; ^Р=-0,Об6-(-ДО)+27,15, Г=0,996; №=0,001 (-ДС)+3,836, г2=0,976 — для галогенидных растворов.

Значения констант распределения (^Р) комплексного аниона HgCl42' для ДАМ и его гомологов: 5,17 (ДАМ) < 5,20 (ДАБ) < 5,22 (ДАП) < 5,24 (ДАГ) < 5,28 (ДАД) < 5,30 (ДАУ) позволили установить зависимость между ^Р и дайной алкильной цепи у центрального углеродного атома в молекуле реагента. Данные значения ^Р удовлетворительно коррелируют со значениями индукционных констант Тафта: ^Р=2,504-(-а*)+4,902, г2=0,939.

В четвертой главе рассмотрено комплексообразование и распределение ЩИ) из аммиачных, щелочных, нитратных, ацетатных и хлоридных растворов дипиразолонилалканами в хлороформ и 1,2-дихлорэтан.

В отличие от диантипиршшетанов дипиразолонилалканы обладают амфотерными свойствами и могут быть использованы как слабые органические кислоты при экстракции ионов металлов из щелочных (аммиачных) растворов и как основания, извлекающие анионные комплексы из кислых растворов.

Как и ожидалось, коэффициент распределения Н§ (II) в значительной степени зависит от длины цепи алкильного радикала (Сп) у центрального углеродного атома молекулы экстрагента (рис. 5). С уменьшением радикала в молекуле дипиразолонилалкана увеличивается растворимость реагента (Бк) в водных растворах аммиака: 8[;(ДПБ)=3,22 г/л, 8К(ДПГ)=0,66 г/л, следовательно, уменьшается его концентрация в органическом растворителе. С увеличением Сп максимум распределения ртути (II) смещается в область меньших концентраций ЫН3(в). Максимальное извлечение (II) в хлороформ ДПБ (83,2%) достигается в условиях 0,75 моль/л №[4ОН, а ДПГ

(90,1%) в 0,5 моль/л Ш4ОН. Дальнейшее увеличение концентрации аммиака уменьшает экстракцию ртути из-за повышения растворимости реагентов в более концентрированных растворах 1\|Н3(в). Кроме того, соединения аммиака с ртутью разнообразны по составу и некоторые из них обладают высокой прочностью (Кне1;т[Щ(МНз)4]2+=5,01-10~20), и, по всей вероятности, не взаимодействуют с ДПА.

Рис. 5. Зависимость коэффициента распределения Н|*(11) в СНС13 от концентрации N3^011, моль/л: СН8=0,01, Ск=0,1. 1-ДПБ, 2-ДПГ.

Для выяснения химизма экстракции из аммиачных растворов изучена зависимость коэффициента распределения Щ (II) от концентрации ДПА в СНС13, также проведен элементный анализ органической фазы, содержащий металл, и без него. Состав комплексов выражается формулой [ДПА-Щ], а экстракция ртути (II) протекает по катионообменному механизму: [Нё(МН3)п]2+(в) + Н2К<0) г* [ВДвд + тШ4+(в) + (п-т) Ш3{в), где п=К4.

Распределение ртути ДПА из растворов аммиака зависит от рНравн, так как изменение рН водных растворов приводит одновременно к изменению состояния неорганической соли металла и экстрагента. рН 50%-ного извлечения 0,05 моль/л ДПГ составляет 10,05. При увеличении концентрации реагента значение рН50 смещается в более кислую область: рН50 0,1 моль/л ДПГ=9,95.

Экстракционная емкость 0,1 моль/л ДПА по ртути(Н) в оптимальных условиях распределения составляет, моль/л: 5,53'Ю-3 (ДПБ), 5,98-10"3 (ДПГ).

Из щелочных растворов ртуть количественно извлекается в хлороформ ДПА в интервале МО"2 - 1-10"1 моль/л №ОН (рис. 6). С увеличением концентрации гидроксида натрия более 0,1 моль/л экстракция Н§ (II) уменьшается. Снижение степени извлечения связано, с одной стороны, с увеличением растворимости реагента в более концентрированных растворах №ОН, а с другой, как можно предположить, из-за гидролиза происходит образование в водной фазе ионов сложного состава, экстракция которых затруднена. Однако определяющим фактором, по-видимому, следует считать распределение реагента между растворами гидроксида натрия и хлороформом, т.к. уже при С!.;аОн>0,5 моль/л реагент полностью переходит в водную фазу.

1вО

0.5

1,5

^ ■ - >1аОН, моль/л

Рис. 6. Зависимость коэффициента распределения Hg(П) в СНС13 от концентрации ЫаОН, моль/л: СНе=0,01, Ск=0,1. 1-ДПБ, 2-ДПГ.

-1,5

-0,5

Механизм комплексообразования при экстракции ртути из растворов №ОН - катионообменный: Hg2+ (в) + Н2К(0) ^ [Н£К]Со) + 2Н+(В).

При изучении экстракции ртути (II) из нитратных растворов производными пиразолона было установлено, что ДАА практически не извлекают Н^(П) в органическую фазу. Максимальное извлечение ионов металла раствором ДАГ в хлороформ не превышает 12%, в то время как ДПБ или ДПГ количественно экстрагируют ртуть (II). Из нитратных растворов извлекается узкий круг элементов. В хлороформ не экстрагируются железо(Ш), висмут, скандий, иттрий, галлий, таллий(Ш), свинец, медь(И), цинк, кадмий, кобальт, никель, цирконий, уран, торий, редкоземельные элементы. ДПА кроме ртути (II) количественно экстрагируют только медь(1) и серебро. г

Количественное извлечение 1^(11) наблюдается при низких концентрациях азотной кислоты (рис. 7). Замена хлороформа на 1,2-дихлорэтан не приводит к существенному изменению характера зависимости ^Б(Н^) - С(ЫЫОз), хотя извлечение ртути в С2Н4С12 несколько выше.

Увеличение концентрации НЖ)3 более 0,1 моль/л уменьшает экстракцию ионов металла. Наблюдаемый эффект связан с типом экстрагируемого комплекса. Так, увеличение концентрации азотной кислоты способствует переводу экстрагента в однокислотную соль ГМТЫОз, извлекающую анионные комплексы, а полученная зависимость предполагает экстракцию нейтральных комплексов по катионообменному механизму. Действительно, при встряхивании водных растворов азотной кислоты с хлороформным раствором ДПБ в последний экстрагируется однокислотная соль реагента, %: 0,1 моль/л НКЮ3 - 42,3; 0,25 моль/л НИ03 -56,1; 0,5 моль/л НЖ>3 - 70,2; 1,0 моль/л НШ3 - 94,5.

При фиксированной концентрации кислоты (0,01 моль/л НМ03) введение нитрат-ионов понижает коэффициент распределения ртути, так как при этом реализуется, с одной стороны, возможность экстракции 11-НК03, а с другой, возможность перевода металла в комплексный анион [Н§(Ж)з)т]"<ш"2).

___" 3

Н1ГО), моль/л

0,5 2

Рис. 7. Влияние концентрации 1Ш03 на распределение Щ(П) и ДПБ-ШОз(З) в СНС13 (1,3) и СУ^СЪ (2), моль/л: СН8=0,01, СдагО,!.

распределения Н§(11) в СНС13 от концентрации СН3СООН и СН3СООШ4, моль/л: СН8=0,01, Сдпв=0,1; 1 - СН3СООН, 2 -СН3СООШ4 (0,1 СН3СООН).

Анализы насыщенных металлом экстрактов подтвердили наличие в комплексе экстрагента и металла и отсутствие ионов водорода и анионов минеральной кислоты. Таким образом, протекающие в системе процессы можно представить двумя уравнениями:

Щ 2+(в) + Н211(о) ^ [НёТ1](0) + 2Н+(В); Н+(в) + МОз"(в) + ДПБ(о) ^ ДПБ-НМ03(0).

Из растворов уксусной кислоты и ацетата аммония ДПА не экстрагируют в хлороформ РЬ(П), Ъа(II), Сс1(Г1), Со(П), N1(11), Мп(Н), ва, 1п, Т1(Ш), В1(Ш), Сг(Ш), Ве, ЩЗЭ. Таким образом, из ацетатных растворов также возможно избирательное извлечение Щ(11).

Коэффициент распределения ртути (II) уменьшается с ростом концентрации СН3СООН и СН3С001ЧН4 (рис. 8). Из растворов СН3СООН с концентрацией более 0,1 моль/л извлечение ртути уменьшается вследствие экстракции самой кислоты. Кроме того, из растворов 1-2 моль/л СН3СООН кислота экстрагируется в хлороформ без экстрагента.

Отношение реагента к металлу в комплексе равно 2:1. Экстракция ионов ртути (И) из ацетатных растворов описывается уравнением: Нё2+(в) + 2Н2Я(0) Я Нё(Н11)2(0) + 2Н+(В).

Кривые распределения ртути (II) ДПА их хлоридных растворов проходят через максимум (рис. 9). С увеличением СНС|>0,25 моль/л степень извлечения НцСИ) уменьшается вследствие образования комплексного аниона [НёС14]2", с одной стороны, и конкуренции кислоты за экстрагент, с другой стороны. Это подтверждают изотермы экстракции Н£С12 из водных растворов КС1, а также данные по влиянию хлорида калия на распределение ртути из растворов хлороводородной кислоты. Замена хлороформа на дихлорэтан значительно увеличивает распределение Н§(11) ДПА. В данных

условиях ФМП обладает очень низкой экстракционной способностью. Максимальное извлечение ртути составляет около 40%.

/ 3 \ 4 __ С, моль/л

1

1 ■

5 \

Рис. 9. Распределение из

растворов НС1 (1-4) и КС1 (5) в СНС13 (1-3) и С2Н4С12 (4,5), моль/л: СН8=0,01, Ск=0,1. 1 -ФМП, 2 - ДПБ, 3-5 - ДПГ.

Изучение влияния Н2804 на экстракцию из растворов КС1

показало, что распределение ртути увеличивается в интервале концентрации ионов водорода 0,1-1 моль/л, затем монотонно уменьшается. Это в одинаковой степени проявляется для С2Н4С12 и СНС13.

В нейтральных растворах ртуть экстрагируется по катионообменному механизму (аналогия с аммиачными, нитратными и ацетатными растворами), а из слабокислых - по механизму внедрения:

Н82+(в) + 2СГ(В) + ДПА(0) Я [ДПА-НёС12](0).

Распределение ртути является избирательным, поскольку в оптимальных условиях ее экстракции медь(П), кобальт, никель, железо(Ш), цинк, кадмий, свинец, марганец(П), алюминий(Ш), щелочноземельные и редкоземельные элементы остаются в водном растворе.

Для расчета констант устойчивости 1ёр„ комплексов ртути с ДПА использовали метод изомолярных серий, предложенный Инцеди. Значения № комплексов ртути с ДПГ уменьшаются в ряду: СН3СООН (5,02±0,34) > Ш03 (3,60±0,21) > ШОН (3,41±0,13) > Ш4ОН (3,05±0,06).

Показана возможность применения экстракции диантипирилалканами и дипиразолонилалканами из кислых сред для концентрирования, выделения и определения ионов ртути (И). Разработаны гибридные методики определения Н§(П) с применением 1)ДАД и дитизона; 2)ДПГ и тиокетона Михлера. Предел обнаружения ртути в экстракте равен в первом случае - 0,02 мкг/мл, во втором - 0,005 мкг/мл. Методики опробованы на модельных растворах, обладают высокой селективностью и хорошей воспроизводимостью (8Г<0,04).

выводы

1. Изучено межфазное распределение диантипирилалканов из галогенидных растворов, дипиразолонилалканэв из аммиачных, щелочных и нитратных растворов в хлороформ.

2. Установлены закономерности комплекообразования и распределения ионов ^(11) из галогенидных, тиоцианатных, смешанных, нитратных, ацетатных, аммиачных и щелочных растворов в хлороформ, 1,2-дихлорэтан и керосин в присутствии АП, ДАА, ФМП и ДПА. Определены оптимальные условия извлечения. По значениям коэффициентов распределения, рН50, экстракционной емкости исследуемые реагенты образуют ряды: АП<ДАМ<ДАБ<ДАП<ДАГ<ДАД<ДАУ, ФМП<ДПБ<ДПГ. Наиболее избирательными экстрагентами являются производные ДПА (0,01 моль/л ГОТОз, 0,1 моль/л СНзСООН, 0,25 моль/л НС1).

3. Изучена кинетика извлечения ртути из хлоридных растворов ДАА в хлороформ. Показано, что процессы экстракции относятся к реакциям псевдопервого порядка, константы скорости которых к, 10"2 с"1: ДАБ(3,06)<ДАГ(3,66)< ДАД(3,97). Установлена корреляционная зависимость между константами скорости экстракции и индукционными константами Тафта.

4. Методами насыщения, изомолярных серий, билогарифмической зависимости, химического анализа экстрактов и препаративно выделенных комплексов установлен состав извлекаемых соединений. Предложены уравнения экстракционных равновесий. Из галогенидных и тиоцианатных растворов ДАА извлекают ионные ассоциаты состава (ДАА-Н)2[^Х4], где Х= СГ, Вг", I", БСМ"; из иодидных (рН 2-3) - комплексы внедрения [ДААН§12], [(АП)2Щ12]; из аммиачных, щелочных, нитратных извлекаются внутрикомплексные соединения [ДПА-РЩ, та ацетатных - (ДПА)2Н§, хлоридных - [ДПА-ЩС12].

5. Рассчитаны количественные характеристики равновесий комплексообразования и экстракции (коэффициенты распределения, константы устойчивости комплексов, константы распределения и экстракции). По значениям констант распределения и констант устойчивости составлены соответствующие ряды экстрагируемости. Для ДАА выявлены корреляционные зависимости между константами экстракции и распределения Нд(П) и соответствующими значениями констант устойчивости ацидокомплексов, значениями энергий гидратации анионов.

6. Разработаны гибридные методики экстракционно-фотометрического определения ртути с ДАД и дитизоном; ДПГ и тиокетоном Михлера.

Основное содержание диссертации изложено в работах:

1. Дегтев М.И., Нечаева Е.М., Дегтев Д.М. Экстракционно-фотометрическое определение ртути с применением производных пиразолона и пиридилазорезорцина // Проблемы химии и экологии: Тез. докл. обл. конф. молодых ученых и студентов. - Пермь, 2004. - С. 18.

2. Нечаева Е.М., Дегтев М.И. Органические реагенты и их роль в методах определения ртути // Проблемы теоретической и экспериментальной химии: Тез. докл. XV Российской студенческой научн. конф. - Екатеринбург, 2005. - С. 89-90.

3. Дегтев М.И., Нечаева Е.М., Дегтев Д.М. Ртуть и ее соединения - как угрожающе поллютанты природной среде // Эколого-экономические проблемы освоения минерально-сырьевых ресурсов: Тез. докл. междунар. научн. конф. - Пермь, 2005. - С. 23-24.

4. Нечаева Е.М., Дегтев М.И. Экстракционно-фотометрическое определение ртути (II) с применением производных пиразолона // Химия и экология: Тез. докл. обл. конф. молодых ученых и студентов. - Пермь, 2006. - С. 45—46.

5. Нечаева Е.М., Дегтев М.И., Короткова М.А. Сравнительная оценка экстракционной способности производных пиразолона на примере экстракции ионов ртути (II) // Инновационный потенциал естественных наук: Труды междунар. научн. конф. - Пермь, 2006. - Т. 1. - С. 162-166.

6. Дегтев М.И., Нечаева Е.М. Экстракция ртути (II) из хлоридных растворов в хлороформ в присутствии антипирина и диантипирилметана //Современные наукоемкие технологии. - 2006. - №7. - С. 26-30.

7. Нечаева Е.М., Дегтев М.И. Экстракция ионов ртути (II) в хлороформ производными антипирина // Проблемы теоретической и экспериментальной химии: Тез. докл. XVII Российской молодежной научн. конф. -Екатеринбург, 2007. - С. 123-124.

8. Нечаева Е.М., Дегтев М.И. Особенности экстракции ионов ртути (II) из хлорвдньгх растворов нонилдиантипирилметаном // Химия и экология: Тез. докл. IX краевой конф. студентов и молодых ученых. - Пермь, 2007. - С. 14.

9. Дегтев М.И., Нечаева Е.М. О закономерностях экстракции ионов ртути (II) из хлоридных растворов в хлороформ антипирином и его производными // Журн. неорган, химии. - 2007. - Т. 52. - №8. - С. 1381-1385. Degtev M.I., Nechaeva Е.М. Extraction of mercury (II) ions with antipyrine and its derivatives from chloride solutions to chloroform // Russian journal of inorganic chemistry. - 2007. - V. 52. - №8. - P. 1295-1299.

Ю.Нечаева E.M., Дегтев М.И. Жидкостная экстракция ионов ртути (II) производными пиразолона // Современное состояние и приоритеты развития фундаментальных наук в регионах: Труды IV Всероссийской научн. конф. молодых ученых и студентов. - Краснодар, 2007. - Т. 1. - С. 128-129.

11.Патент РФ 2339016. Способ концентрирования ртути (И) / Деггев М.И., Нечаева Е.М., Фотин В.В. - № 2007115175/04; заявл. 24.04.07; опубл. 20.11.2008, Бюл. №32.

12. Нечаева Е.М., Деггев М.И., Фотин В.В. Новые алкильные гомологи диантипирилметана и их применение в экстракции ионов ртути (II) // Проблемы теоретической и экспериментальной аналитичекой химии: Тез. докл. IV регион, науч. конф. - Пермь, 2008. - С. 50—51.

13. Нечаева Е.М., Дегтев М.И. Кинетические характеристики процессов экстракции ртути (И) диантипирилметаном и его гомологами // Проблемы теоретической и экспериментальной аналитичекой химии: Тез. докл. IV регион, науч. конф. - Пермь, 2008. - С. 52-54.

14. Дегтев М.И., Нечаева Е.М. Фотометрическое определение ионов ртути (II) с 2-[2-(4-антипирия)-зтенил]-4,6-дифенилпироксоний хлоридом // Химия и экология: Тез. докл. X краевой научно-практической конф. студентов и молодых ученых. - Пермь, 2008. - С. 14-15.

15.Нечаева Е.М., Дегтев М.И. Химия экстракции ионов ртути (И) производными пиразолона // Студент и научно-технический прогресс: Материалы Х1ЛП междунар. научн. студенческой конф. — Новосибирск, 2008. -С. 138.

Подписано в печать 18.05.09. Формат 60x84/16 Усл. печ. л. 1,16.Тираж 100экз. Заказ •

Типография Пермского государственного университета 614990, г. Пермь, ул. Букирева, 15

 
Содержание диссертации автор исследовательской работы: кандидата химических наук, Нечаева, Екатерина Михайловна

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ.

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

1.1. экстрагенты ионов ртути (II).

1.2. Производные пиразолона, их растворимость в воде, растворах кислот, оснований и органических растворителях.

1.3. Строение и свойства диантипирилалканов, дипиразолонилалканов и их солей.;.

1.4. Комплексные соединения диантипирилалканов и дипиразолонилалканов с ионами металлов.

ГЛАВА 2. УСЛОВИЯ ПРОВЕДЕНИЯ И ТЕХНИКА ЭКСПЕРИМЕНТА.

2.1. Реактивы, растворы и их приготовление.

2.2. Приборы и оборудование.

2.3. Техника эксперимента.•.

ГЛАВА 3. ЗАКОНОМЕРНОСТИ ЭКСТРАКЦИИ РТУТИ (II) ДИАНТИПИРИЛАЖАНАМИ ИЗ ГАЛОГЕНИДНЫХ, ТИОЦИАНАТНЫХ И СМЕШАННЫХ РАСТВОРОВ.

3.1. Галогенидные растворы.

3.2. Тиоцианатные растворы.

3.3. Смешанные растворы.

3.4. Кинетические характеристики процессов экстракции ртути(П) диантипирилметанами.

3.5. Количественные характеристики при экстракции галогенидных и тиоцианатных комплексов ртути.

3.5.1. Расчет значений констант распределения ионов ^(Н).

3.5.2. Расчет частных констант экстракционных равновесий.

ГЛАВА 4. КОМПЛЕКСООБРАЗОВАНИЕ И ЭКСТРАКЦИЯ РТУТИ(П) ДИПИРАЗОЛОНИЛАЛКАНАМИ ИЗ АММИАЧНЫХ, ЩЕЛОЧНЫХ И КИСЛЫХ РАСТВОРОВ.

4.1. Аммиачные растворы.

4.2. Щелочные растворы.

4.3. Нитратные растворы.

4.4. Ацетатные растворы.

4.5. Хлоридные растворы.

4.6. Расчет констант устойчивости комплексных соединений с дипиразолонилалканами.

4.7. Практическое применение экстракции комплексов ионов ртути(П) с производными пиразолона в химическом анализе.

4.7.1. Экстракционно-фотометрическое определение ртути с использованием диантипирилдекана и дитизона.

4.7.2. Экстракционно-фотометрическое определение ртути с использованием дипиразолонилгептана и тиокетона Михлера.

ВЫВОДЫ.л.

 
Введение диссертация по химии, на тему "Физико-химические закономерности экстракции комплексных соединений ртути(II) производными пиразолона"

Актуальность исследования. Ртуть, ее сплавы и соединения широко применяются в различных областях: приборостроении, медицине, химической технологии, электропромышленности, производстве красителей, сельском хозяйстве. Вместе с тем известно, что ртуть — высокотоксичный металл и его использование приводит к загрязнению окружающее среды. Поэтому исследования равновесий и комплексообразования ртути (II) с органическими лигандами в растворах являются важными и актуальными для практического применения.

Известно, что конденсированные производные антипирина (АП) — диантипирилалканы (ДАА) - и 1-фенил-3-метилпиразолона-5 (ФМП) -дипиразолонилалканы (ДПА) - являются эффективными экстрагентами ионов металлов. Однако, процессы комплексообразования и экстракции ртути (II) с этими реагентами изучены недостаточно. Такие исследования позволят решить проблему выбора оптимального экстрагента, взаимосвязи его строения и экстракционной способности, учета стерических и других факторов. Результаты изучения механизмов распределения, найденные количественные характеристики и физико-химические закономерности послужат дополнительным вкладом в химию равновесий комплексообразования в процессах экстракции ртути.

Цель работы. Выявление физико-химических закономерностей комплексообразования и экстракции ионов ртути (II) производными пиразолона из хлоридных, бромидных, иодидных, тиоцианатных, нитратных, ацетатных, аммиачных и щелочных растворов. Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

1. Определение оптимальных условий распределения Н^(П) в органические растворители в присутствии АП, ДАА, ФМП и ДПА; изучение состава экстрагируемых комплексов и механизма их распределения.

2. Установление коэффициентов и констант распределения ионов ртути(П), констант устойчивости комплексов, констант скорости экстракции, частных констант экстракционных равновесий, выявление соответствующих корреляций.

Научная новизна. Исследованы равновесия комплексообразования в процессах экстракции ионов Н§(И) из галогенидных, тиоцианатных, нитратных, ацетатных, аммиачных и щелочных растворов в хлороформ, 1,2-дихлорэтан и керосин в присутствии АП, ДАА, ФМП и ДПА. Установлены механизмы распределения и состав экстрагируемых комплексных соединений.

Найдены количественные характеристики экстракционных процессов, показаны корреляции констант скорости экстракции, констант экстракции и распределения Н§(11), условных констант экстракционных равновесий с индивидуальными характеристиками реагентов и анионов.

Показана возможность использования диантипирилдекана (ДАД) и диантипирилундекана (ДАУ) для концентрирования ртути из хлоридных растворов в керосин и его смеси с хлороформом.

Практическая значимость. Разработаны методики экстракционного выделения и концентрирования ртути(П) с последующим спектрофотометрическим определением. Методики обладают высокой селективностью и хорошей воспроизводимостью.

Структура работы.

Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, выводов, списка цитируемой литературы и приложения.

 
Заключение диссертации по теме "Физическая химия"

ВЫВОДЫ

1. Изучено межфазное распределение диантипирилалканов из галогенидных растворов, дипиразолонилалканов из аммиачных, щелочных и нитратных растворов в хлороформ.

2. Установлены закономерности комплекообразования и распределения ионов: Нё(П) из галогенидных, тиоцианатных, смешанных, нитратных, ацетатных, аммиачных и щелочных растворов в хлороформ, 1,2-дихлорэтан и керосин , в присутствии, АИ; ДАА, ФМП и ДПА. Определены оптимальные условия; извлечения: По значениям коэффициентов распределения, рН50, экстракционной емкости исследуемые реагенты образуют ряды:: АП<ДАМ<ДАБ<ДАП<ДАГ<ДАД<ДАУ, ФМП<ДПБ<ДПГ. Наиболее избирательными экстрагентами являются; производные ДПА (0,01 моль/л ШОз, 0,1 моль/л СНзСООН, 0,25 моль/л НС1).

3. Изучена кинетика извлечения ртути из хлорпдных растворов ДАА в хлороформ. Показано, что процессы экстракции относятся к реакциям псевдопервого, порядка, константы скорости которых к, 10"2 с"1: ДАБ(3,06)<ДАГ(3,66)< ДАД(3,97). Установлена корреляционная зависимость между константами скорости экстракции и индукционными: константами Тафта. . , ,

4. Методами насыщения,, изомолярных серий, билогарифмической1 зависимости, химического анализа экстрактов и препаративно выделенных комплексов установлен состав извлекаемых соединений. Предложены уравнения5 экстракционных равновесий: Из галогенидных и тиоцианатных растворов ДАА извлекают ионные ассоциаты состава (ДАА-ЬЩ^Х«}], где Х= СГ, Вг", I", 8СИ"; из иодидных (рН 2-3) - комплексы внедрения [ДААН§12], [(AП)2HgI2]; из аммиачных, щелочных, нитратных извлекаются внутрикомплексные соединения^ [ДГIA•Hg], из ацетатных - (ДПА)2^, хлоридных - [ДПА-Ь^С12].

5. Рассчитаны количественные характеристики равновесий комплексообразования и экстракции (коэффициенты распределения, константы устойчивости комплексов, константы распределения и экстракции). По значениям констант распределения и констант устойчивости составлены соответствующие ряды экстрагируемости. Для ДАА выявлены корреляционные зависимости между константами экстракции и распределения Н§(П) и соответствующими значениями констант устойчивости ацидокомплексов, значениями энергий гидратации анионов.

6. Разработаны гибридные методики экстракционно-фотометрического определения ртути с ДАД и дитизоном; ДПГ и тиокетоном Михлера.

 
Список источников диссертации и автореферата по химии, кандидата химических наук, Нечаева, Екатерина Михайловна, Пермь

1. Симонова, JI. Н. Концентрирование ртути при определении ее в объектах окружающей среды / JI. Н. Симонова, И. М. Брускина, В. М. Иванов // Журн. аналит. химии. 1989. - Т. 44. - № 4. - С. 581-596.

2. Гладышев, В. П. Аналитическая химия ртути / В. П. Гладышев, С. А. Левицкая, JL М. Филиппова М.: Наука, 1974. - 228 с.

3. Роева, Н. Н. Органические реагенты для спектрофотометрического определения ртути / Н. Н. Роева, С. Б. Саввин // Журн. аналит. химии. -1992. Т. 47. - № 10-11. - С. 1750-1794.

4. Pearson, R. G. Hard and soft acids and bases the evolution of a chemical concept / R. G. Pearson // Coor. Chem. Rew. - 1990. - V. 100. - P. 403425.

5. Deligoz, H. Liquid-liquid extraction of transition metal cations by calixarene-based cyclic ligands / H. Deligoz, M. Yilmar // Solv. Extr. and IonExch. 1995. — V. 13.-№ 1.-P. 19-26.

6. Couton, D. Heavy metals extraction by "soft" calixarenes / D. Couton, C. Hay ward, M. Mocerino // 25, International Symposium on Macrocyclin Chemistry 'Macrocycles 2000', Fife, 2-7 July, 2000: Book of Abstracts. Cambridge: Roy.Soc.Chem, 2000. -P.120.

7. Shahabuddin, M. Selective complexation of Hg2+ by biscalix4.arene nitriles / Memon Shahabuddin, Uysal Gulderen, Yilmaz Mustafa // Separ. Sci. and Technol. 2000. - V. 35. - № 8. - P. 1247-1256.

8. Поддубных, JI. П. Экстрагирующиеся соединения серебра (I) и ртути (II) с тиазапроизводными дибензо-15-краун-5 / JI. П. Поддубных, С. Г.

9. Дмитриенко, Н. М. Кузьмин, А. А. Формановский, Ю. А. Золотов // Журн. неорган, химии. 1986. - Т. 31. - № 7. - С. 1812-1816.

10. Пасекова, Н. А. Экстракционные свойства азатиааналогов дибензо-18-краун-6 / Н. А. Пасекова, И. В. Плетнев, Е. В. Малхасян // Журн. неорган, химии. 1991. - Т. 36. - № 11. - С. 2971-2976.

11. Reddy, М. L. P. Recent advances in the solvent extraction of mercury (II) with calixarenes and crown ethers / M. L. P. Reddy, T. Francis // Solv. Extr. and Ion Exch.-2001.-V. 19.-№5.-P. 839-863.

12. Tshichi, S. Solvent extraction of mercury (II) from hydrochloric acid solutions / Sato Tshichi, Sato Keiichi, Ishi Kawa Izumi, Enokida Toshio // Int. Solv. Extr. Conf., 1990 (ISEC'90), Kyoto, July 16-21, 1990; РЖ- 1991. -4B247.

13. Tianle, Z. Механизм экстаркции ртути (II) хлоридом первичного амина N.923 / Zhang Tianle, Ni Jiazuan, Li Degian // Chin. J. Appl. Chem. 1988. -V. 5. -№ 2. -P: 29-33; РЖ- 1988. - 18Г206.

14. Tianle, Z. Экстракция ртути (II)- из уксуснокислых растворов первичным амином N1923 / Zhang Tianle, Ni Jiazuan // Chin. J. Appl. Chem. 1988. -V. 5. -№ 6.-P. 61-63; РЖ- 1989. - 12B162.

15. Цыганов, A. P. Анионообменная экстракция ацетатных комплексов ртути (II) солями тринонилоктадециламмония / А. Р. Цыганов, М. С.

16. Коробова, В. И. Каль // Журн. неорган, химии. 1985. - Т. 30. — № 2. — С. 440-442.

17. Strzelbiki, J. Extraction of Zn(II), Cd(II) and Hg(II) by dodecyloligo(oxyethelene)carboxylic acids / J. Strzelbiki, W. Charewicz, J. Beger, L. Hinz // Can. J. Chem. -1988. V. 66. - № 7. - P. 1695-1700.

18. Izumi, I. К. Экстракция Hg(II), Zn(II) и Cd(II) из растворов соляной кислоты дигексилсульфоксидом / Ishi Kawa Izumi, Sato Taichi, Nippon Kagaku Kaishi // J. Chem. Soc. Jap. 2000. - №2 11. - P. 779-785; РЖ -2001. — 01.11-19B166.

19. Baba, Y. Solvent extraction of mercury (II) with novel types of sulfur-containing extractants / Y. Baba, K. Inoue, K. Youshizuka, R. Yasukawa, M. Tazaki // Int. Solv. Extr. Conf., 1990 (ISEC'90), Kyoto, July 16-21, 1990; РЖ- 1991. 6B219.

20. Inoue, K. Solvent extraction of mercury (II) with some sulfur-containing extracting reagents / K. Inoue, R. Yasukawa, N. Miura, Y. Baba, K. Yoshizuka // Solv. Extr. and Ion Exch. 1992. - V. 10. - № 5. - P. 769-785.

21. Subramanian, S. A study on the solvent extraction of Hg(II) with 2-mercaptobenzothiazole into chloroform / S. Subramanian, Z. R. Turel // J. Radioanal. and Nucl. Chem. 1985. - Y. 95. - № 4. - P. 211-218.

22. Traneis, T. Thiosubstituted organophosphinic acids as selective extractants for mercury (II) from acidic chloride solutions / T. Traneis, M. L. P. Reddy // Solv. Extr. and Ion Exch. 2003. - V. 21. - № 1. - P.109-123.

23. Родионова, Т. В. Экстракция диэтил- и ди-н-бутилдитиофосфатов ртути (II) / Т. В. Родионова, В. М. Иванов, JI. В. Караваева, Н. А. Чернова // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 2, Химия. 1988. - Т. 29. - № 2. -С.199-202.

24. Родионова, Т. В. Описание равновесий комплексообразования при экстракции дибутилдитиофосфатов ртути (II) / Т. В. Родионова, Ю. А. Кирьянов, JI. С. Николаева, А. П. Бобылев // Журн. неорган, химии. —1995. Т. 40. - № 7. - С. 1229-1232.

25. Караваева, JI. В. Определение ртути (I) в абгазной соляной кислоте / JI. В. Караваева, Т. В. Родионова, В. М. Иванов, А. М. Сокуренко // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 2, Химия. 1990. - Т. 31. - № 4. - С. 370-373.

26. Lovana, Т. S. Organophosphorous reagents as extractants. Part 7. Liquidliquid extraction of silver (I) and mercury (II) using tertiary phosphine chalcogenides / T. S. Lovana, P. V. Bhatia, K. Dolly // Indian J. Chem. A.1996.-V. 35.-№2.-P. 158-159.

27. Quan-Min, L. Экстракционное выделение ртути в системе NaCl KJ -пропанол / Li Quan-Min, Zhang Zhi Jie, Geng Xin-Hua, Liu Qi, Yingyong Huaxue // Chin. J. Appl. Chem. - 2001. - V. 18. - № 3. - P. 241-243; РЖ -2001. - 01.20-19B198.

28. Kamburova, M. Solvent extraction of mercury with iodonitrotetrazolium chloride / M. Kamburova, N. Nikolov, A. Nikolov // Chem. Anal. 1993. -V. 38. — № 2. — P. 161-167.

29. Ali, R. Selective extraction of Hg(II) from aqueous mineral acid solution containing iodide ions using 2-benzylpuridine in benzene / Ali Rusheed, Suhail Ahmed // J. Radioanal. and Nukl. Chem. Art. 1992. - V.l 59. - №1. -P. 13-20.

30. Inoue, K. A solvent extraction study of silver (I), palladium (II) and mercury (II) with 2-tret-dodecylthiopyridine / K. Inoue, Y. В aba, T. Oka, M. Takadi, K. Dohtsu // Hydrometallurgy. 1987. - V. 18. - № 2. - P. 265-272.

31. Bican, N. Selective liquid-liquid extraction of mercuric ions by octyl methane sulfonamide / N. Bican, S. Sungur, M. Gazi, N. Tan // Separ. Sci. and Technol. -2003. V. 38. - № 1. - P. 201-217.

32. Дегтев, M. И. О межфазном распределении ртути (И) между хлороформом и растворами минеральных кислот в присутствиидиантипирилсульфида и сульфоксида / М. И. Дегтев, Т. В. Жихарева, В. В. Фотин // Журн. неорган, химии. 1996. - Т. 41. - № 8. - С. 13971401.

33. Торопов, Л. И. Химико-атомно-эмиссионное определение ртути в водах / Л. И. Торопов, М. И. Дегтев, Ю. А. Махнев // Журн. аналит. химии. 1990. - Т. 45. - № 12. - С. 2432-2436.

34. Петров, Б. И. Нетрадиционный вариант экстракционного выделения ртути (II) / Б. И. Петров, С. И. Рогожников, А. Е. Леснов // Органические реагенты в аналитической химии: межвуз. сб. научн. трудов Пермь: Перм. ун-т, 1985. - № 35. - С. 122-126.

35. Бусев, А. И. Ртуть / А. И. Бусев, Л. С. Хинтибидзе // Диантипирилметан и его гомологи как аналитические реагенты. Ученые записки № 324. Пермь, 1974. - С. 81-83.

36. Диантипирилметан и его гомологи как аналитические реагенты: ученые записки № 324 / редкол.: С. И. Гусев, В. Ф. Усть-Качкинцев, И. И. Лапкин, И. С. Бердинский, К. И. Мочалов, А. А. Волков, Б. И. Петров -Пермь, 1974.-280 с.

37. Бусев, А. И. Производные антипирина'как аналитические реагенты на ртуть (II) / А. И. Бусев, Л. С. Хинтибидзе // Журн. аналит. химии. -1967.-Т. 22.-С. 694-699.

38. Виллисов, В. Н. Экстракция ртути диантипирилметаном из трихлорацетатных растворов» / В. Н. Виллисов // Применение производных пиразолона в аналитической химии: межвуз. сб. научн. трудов — Пермь: Перм. ун-т, 1977. С. 52-57.

39. Дегтев, М. И. Экстракция ртути (II) и свинца (II) из щелочных (аммиачных) растворов дипиразолонилгептаном / М. И. Дегтев, М. А. Хорькова // Журн. неорган, химии. 1987. - Т. 32. - № 9. - С. 22162219.

40. Дегтев, М. И. Экстракционная способность 3-метил-1-фенилпиразол-5-она и его производных ди(5-гидрокси-3-метил-1-фенилпиразол-4ил)алканов / М. И. Дегтев, Т. JI. Морозова, Ю. И. Смирнов // Журн. общешхимии.-1998: Т. 68» - № 5: - С. 747-752.

41. А. с. 805611т CGCP К-бис-1 -фенил-3-метил-пиразолон-5-ил метаны как экстракционные: реагенты / В. 11. Живописцев; М. И. Дегтев, В. С. Саврасова Опубл. в Б.И. .1981.- №3.

42. Кислицын, И. А. Закономерности экстракции« редкоземельных элементов 1,1 д 11 a i пи гп ipn лалканами из слабокислых растворов:: дис.канд. хим. наук / И. А. Кислицыш—Уфа- , 1996; - 178х.

43. Петров, Б.И. Растворимость диантипирилметанов в водных растворах<: и органических растворителях;/ Б: И. Петров; В. ЕЙ;Живописцев, И. А:, Кислицын, М. А. Волкова // Журн. аналит. химии: — 1977. Т. 32. - № 8.-С. 1487-1494. '■/.: ';

44. Райхардт, X Растворители в органической химии / X. Райхардт Л.:;1. Химия, 1973.- 150 с. ; '

45. Фиалков, Ю. Я. Физическая химия неводных растворов / Ю. Я.

46. Фиалков, JliH: Житомирскищ Ю) А. Тарасенко Л^: Химия; 1973: 374с: 48: Еордон^ А. Спутник;химика / А. Еордощ! Р:. Форд — М.:. Мир,. 1976: — 542 с:.

47. Розен, А. М-. Проблемы физической химии?экстракции-/ А. М. Розен;// Радиохимия. 1968. - Т-. 10. - № 3. - С. 273-309.

48. Хорькова, М. А. Дипиразолонилметаны как экстракционные реагенты элементов из;аммиачных, щелочных и кислых;растворов: дис:.канд; хим. наук / М. А. Хорькова Пермы.Перм: ун-т, 1984. - 206 с.

49. Бусев, А. И. О строении соединений?антипиринами- его производных, с ацидокомплексами металлов / А. И; Бусев, Б. Е. Зайцев, В. К. Акимов-И Журн. общей химии: 1965. -Т. 35. -№ 9. - G. 1548-1551.

50. Петров, Б. И. Диантипирилметаны как экстракционные; реагенты / Б. И. Петров // Журн. аналит.;химии. 1983. - Т. 38. - № 11. - С. 20512077.

51. Петров, Б. И. Теория действия и применения R-диантипирилметанов как экстракционных реагентов: учеб. пособие / Б. И. Петров, Т. Б. Москвитинова Пермь: Перм. ун-т, 1987. 90 с.

52. Акимов, В. К. Перхлораты и периодаты антипирина и его производных. Гравиметрическое и титриметрическое определение перхлорат-ионов / В. К. Акимов, И. А. Емельянова, А. И. Бусев // Журн. аналит. химии. 1971. - Т. 26. - № 5. - С. 956-963.

53. Щелоков, Р. Н. Некоторые соединения галогенидов уранила с производными пиразолона / Р. Н. Щелоков, А. Я. Нуйкин, Г. Т. Болотова // Журн. неорган, химии. 1983. - Т. 28. - № 9. - О. 23262332.

54. Федоров, Л. А. Спектры ЯМР 13С и строение в растворе некоторых антипириновых оксиазосоединений / Л. А. Федоров // Журн. аналит. химии. 1985. - Т. 40. - № Ю. - С. 1771-1775.

55. Назаренко, Ю. А. О пространственном строении антипирина и его производных / Ю. А. Назаренко // Органические реагенты в аналитической химии: межвуз. сб. научн. трудов Пермь: Перм. ун-т,1978. — С. 49-54.

56. Порай-Кошиц, А. Е. Таутомерия' дипиразолин-м-нитрофенилметана / А. Е. Порай-Кошиц, Б. А. Порай-Кошиц, Н. Г. Липина // Журн. общей химии. 1955. - Т. 25. - № 8. - С. 1604-1609.

57. Порай-Кошиц, А. Е. Таутомерия производных дипиразолонил-фенилметана / А. Е. Порай-Кошиц, Б. А. Порай-Кошиц, П. Г. Липина // Журн. общей химии: 1956. - Т. 26. -№-3. - С. 872-877.

58. Соловский, А. А. Таутомерия и комплексообразование производных. пиразолин-5-онов / А. А: Соловский, Н. Ф. Ракова, Н. Е. Чеботарева, В. Ф. Миронов // Журн. неорган, химии. 1989. - Т. 34. - №11. - С. 29662969.

59. Петрова, Е. Н: Экстракция трихлорацетатных комплексов скандия пиразолоном1 и его производными / Е. Н. Петрова, М. И. Дегтев // Журн. неорган, химии. 1991. - Т. 36: - № 8. - С. 2179-2183.I

60. Дегтев, М. И. Химия экстракции- металлов производными- пиразолона: дис. .доктора хим. наук / М: И. Дегтев — Пермь: Перм. ун-т, 1994: — 289 с.

61. Акимов, В. К. Комплексные соединения антипирина и некоторых его производных / В. К, Акимов, А. И. Бусев // Журн.- аналит. химии. -1971.-Т. 26. -№ 1.-С. 134-142.

62. Трофимов, Н. В. Использование- производных пиразолона* в аналитических редокс-методах / Н. В. Трофимов, А. И. Бусев, Л. П.

63. Пятосин // Органические реагенты в аналитической химии: межвуз. сб. научн. трудов — Пермь: Перм. ун-т, 1981. С. 101-131.

64. Trofimov, N. V. Protonisierungs konstante des diantipyrilmethans und seine derívate / N. V. Trofimov, N. A. Kanaev, A. I. Busev // Z. Chem. — 1981 — V. 21 № 11-P. 410^111.

65. Трофимов, H. В. Исследование производных диантипирилметана как аналитических редокс-реагентов: дис. канд. хим. наук / Н. В. Трофимов-Пермь: Перм. ун-т, 1975. 190 с.

66. Руденко, Н. П. Константы протонизации антипирина и некоторых его производных / Н. П. Руденко, В. О. Кордюкевич // Вестник МГУ. Химия. 1971. - Вып. 3. - С. 324-327 .

67. Акимов, В. К. Константы ионизации антипирина и его производных. H комплексы с бутилфенолом и энергия H - связи / В. К. Акимов, А. И. Бусев, И. А. Емельянова // Журн. общей химии. -1971.-Т. 41. - № 1. -С. 196-199.

68. Трофимов, Н. В. Новые методы контроля на остаточные элементы и микропримеси / Н. В. Трофимов, В. Ф. Акошина, С. В. Золотова М.: МДНТП, 1975.-С. 88.

69. Гаммет, Л. Основы физической органической химии / JI. Гаммет- М.: Мир, 1972.-534 с.

70. Гинзбург, О. Ф. О красителях с антипириновыми ядрами / О. Ф. Гинзбург // Журн. общей химии. 1953. - Т. 23. - № 10. - С. 16771682.

71. Канаев, Н. А. Фотометрическое определение палладия с использованием диантипирил-а-стирилметана / Н. А. Канаев, Н. В.

72. Трофимов // Журн. аналит. химии. 1968, — Т. 23. - № 12. - С. 18511853.: ■ /;".'.

73. Петров, Б. И; Антипирин как аналитический реагент / Б. И; Петров, С. И: Рогожников // Органические реагенты в аналитической химии: межвуз. сб., научн.трудов —Пермь: Перм. ун-т, 1985: С. 3-36.

74. Деггев, М. И. Исследование экстракции элементов дипиразолонилметанами из нитратных растворов / М. И. Деггев, М. А. ХорьковаяЮ: А. Махнев // Изв. вузов. Химия и хим.технология. 1991. - Т. 34. — № 6. — О. 33—37.

75. Шварцснбах, Г. Комплексонометрическое титрование / Г. Шварценбах, ИьФлашка -М«: Химия, 1970. 360 с;

76. Пршибил, Р. К. Комплексоны в химическом^ анализе / Р. К. Пршибил — М.:ИЛ, 1960. —580 с.

77. Лурье, Ю. Ю. Справочник по аналитической химии / Ю. Ю. Лурье -М.: Химия, 1971.-454 с.

78. Сусленикова, В. М. Практическое руководство по приготовлению титрованных растворов / В. М. Сусленикова, Е. К. Киселева Л.: Химия, 1978. - 184 с.

79. Верещагин, А. Н; Индуктивный; эффект. Константы заместителей для корреляционного анализа / А. Н. Верещагин М.: Наука, 1988: - 111 с.

80. Бабко, А; К; Изучение экстракции, галогенидных комплексов;висмута / А. К. Бабко, А. К. Шевчук, Л. И. Дегтярен ко //Труды комиссии по аналитич. химии АН СССР: 1963. - Т. 14. - С. 148-153.

81. Шмидт, В. С. Экстракция аминами / В. С. Шмидт- М.: Атомиздат, 1980.-С.63

82. Тананайко,! М. М. Сравнительная характеристика диантипирил-роданидных комплексов некоторых металлов / М. М. Тананайко // Журн: неорган, химии. 1967. - Т. 12. - № 10. - С. 2687-2694.

83. Инцеди, Я. Применение комплексов в аналитической химии / Я. Инцеди М.: Мир, 1979. - 376 с.