Физикохимия краун- и редоксит-содержащих мембран тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.04 ВАК РФ

Норов, Шариф Кахарович АВТОР
доктора химических наук УЧЕНАЯ СТЕПЕНЬ
Иваново МЕСТО ЗАЩИТЫ
1990 ГОД ЗАЩИТЫ
   
02.00.04 КОД ВАК РФ
Автореферат по химии на тему «Физикохимия краун- и редоксит-содержащих мембран»
 
Автореферат диссертации на тему "Физикохимия краун- и редоксит-содержащих мембран"

АКАДЕМИЯ НАУК СССР ИНСТИТУТ ХИМИИ НЕВОДНЫХ РАСТВОРОВ

На правах рукописи НОРОВ Шариф Кахарович

УДК 541.135.5:543.257.2

ФИЗИКОХИМИЯ КРАУН-И РЕДОКСИТ-СОДЕРЖАЩИХ МЕМБРАН

Специальность 02.00.04 — физическая химия

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора химических наук

Иваново 1990

Работа выполнена в Бухарском технологическом институте легкой и пищевой промышленности.

Официальные оппоненты:

доктор химических наук, профессор В. В. Яншин; доктор химических наук, профессор О. А. Голубчиков; доктор химических наук, профессор Г. М. Полторацкий

Ведущая организация —

Физико-химический институт им. А. В. Богатского АН УССР

Защита состоится 22 марта 1990 года в 10 часов на заседании специализированного совета Д 003.46.01 по защитам диссертаций на соискание ученой степени доктора химических наук при Институте химии неводных растворов АН СССР (г. Иваново, 153045, ул. Академическая, 1).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ИХНР АН СССР.

Автореферат разослан « » февраля 1990 года.

Ученый секретарь специализированного совета кандидат химических наук, старший научный сотрудник

В. Г. БАДЕЛИН

ОПЦАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Краун-эфиры (КЗ) относятся к мзкбрано-.актившм комплексонам ÍI.IAK), отличаются способностью в тон или -';„"!.иной, пера селективно образовывать комплексы с катионами'щелочных и некоторых других металлов в растворах и переносить связанный катион через разнообразные мембраны.

Транспорт катионов через содержащие нейтральные МАК мембраны продетавляст многостадийный процесс, включающий в числе основных стадий гетерогенную реакцию комплексообразования на границе раздела мембрана-водный раствор, экстракцию образовавшегося комплекса в фазу мембраны, транспорт катнонпого комплекса в фазе мембраны от одной границы раздело до другой. Исследование взаимосвязи комплоксообразумцих, экстракционных и мембрано-активных свойств краун-эфиров может внести определенный вклад в формирование представлений о селективности биологически и ионоселективных мембран. Изучение свойств ионоселективных мембран на основе КЭ предоставляет возможность разработки высокоселективных электродов, которые могут найти широкое применение.

Все известные направления использования макроциклических соединений основаны на их способности к селективному комплексообра-• зовашпо. Селективность комплексообразования зависит не только от чиола и природа лигандных групп и геометрического соответствия размеров макроцикла и комплектуемого катиона/ но в значительной мере определяется процессами десольватации катиона и краун-эфира, возможными конформацюнными изменениями молекулы КЭ при комплек-сообразовании, энергией взаимодействия катион-макроцикл, энергией сольватации образовавшегося комплекса. Определяемая экспериментально константа устойчивости макроцшслического комплекса является величиной интегральной, отражающей совокупность вышеуказанных процессов в целом. Исследование возможных конформациоиных изменений молекул КЭ при комплексообразовании и энергии взаимодействия катион-иакроцикл, а такке исследование эффектов гидратации макроциклических комплексов позволяет вскрыть природу селективности котятлексообразовапия.

Почти все известные мембранные ионоселектнвнне электроды (ИСЭ) содержат жидкостное заполнение со вспомогательным полу .элементом, что осложняет транспортировку и в ряде случаев эксплуатацию таких электродов. Поэтому актуально создание твердоконтактных ИСЭ без тшдкостного заполнения, которые по своим ионоселективнам характеристикам не уступали бы электродам с внутренним водным раствором,

могли быть миниатюризировани и использованы в средах под высоким давлением.

Основная трудность в создании твердоконтактньгх ИСЭ связана с необходимостью обеспечения обратимого перехода от ионной проводи-■ мости в мег.йране к электронной ь токоотводе. Взаимосвязь окисли-тельно-восстановнтслышх и ионообменных свойств редокситов указывает на принципиальную возможность использования редоксита в качестве электродноактивного соедкнешш или для стабилизации потен-•циала внутреннего токоотвода мембраны и создания, таким образом, твердоконтактних ИСЗ без кидкостцого заполнения.

Диссертационная работа выполнена в соответствии ^ планом 1ШР Бухарского технологического института на 1979-19^5 гг. («Некоторые новые электродные системы и их аналитическое приложение". Го-суд. регистр. С1С5209О и на 19оС-10ь9 гг. (п^нзико-хиничоское исследование комплексообразукацих и мембрано-активиых свойств кра-ун-зЛиров и и ациклических аналогов", Госуд. регистр. $ 01о7.' 0043846) в рамках выполнения Научной программы АЛ СССР „Макроцшс-■дические коотлсксони и их аналоги".

Цель работы 1. Выяснить природу селективности и особенности комплексообразования с катионами щэлочних металлов (Щ) в растворах ряда перспективных алкилпроизводных краун-эфиров - зтил-бен-зо-15-краун-5 (ЗБ15Х5), дизтил- и дийутил-дибонзо-24-краун-Ь '(В-ДБ24КС), диэтил-дибензо-ЗСМ:раун-10 (диотнл-ДЕЗОКЮ) с заместителями в бензольных кольцах и диалкиллронзводных дибонзо-11;-кра-ун-6 (ДБ1СК6) с заместителями как в бензольных кольцах, так и в макроциклическом кольцо. Конкретные задачи сводились к экспериментальному определению констант устойчивости комплексов названных КЭ о катионами 1:5.1 в различных растворителях к к теоретическому исследованию природы селективности комплексообразованил КЭ.' Последнее включало в себя: конйормационное исследование свободных . КЗ и их комплексов; анализ энергии взаимодействия катион-макроцикл ^исследование энергетических эффектов гидратации макроцикли-ческих комплексов методом Понте Карло.

2. Исследовать природу избирательности иолоселоктивлых мембран на - основе КЭ путем' рассмотрения взаимосвязи их ког/тлексообразущих,

экстракционных и мембрано-активнцх свойств.

3. Изучить свойства ионоселективных мембран на основа Названных КЭ и .разработать катиано'-чузствительные мембранные электроды.

4. Теоретически рассмотреть условия реализации ионной функции мембраны, содержащей ионит и редоксит!

5. Термодинамически описать и экспериментально изучить окислитель-" но-восстановнтельные, протолитические и ионообшшше равновесия в системе жидкий редоксит-водннй раствор.

6. Разработать и изучить твёрдоконтактные ИСЭ па основе- редоксит-содержащих мембран.

Научная новизна и практическая значимость. Сундаментальное значение полученных результатов состоит в исоледовашш природы селективности и осЬбенностеи когллексообразования КЭ с катионами ИИ ' в растворах и природы избирательности ионоселективных мембран на основе КЭ. Установлено, что алкилирование краун-эфиров как в бензольные кольца, так и в макроцикллческое кольцо не создает стери-чеекпх препятствий взаимодействию катион-макроциют и практически не изменяет энергию этого взаимодействия, а■наблюдаемое изменение .констант устойчивости комплексов алкнлпроизводши КЭ связано с изменением энергии сольватации комплексов. Показано, что определяющим фактором катионной избирательности ионоселективных мембран на . основе КЭ является стадия избирательного переноса (экстракции) катионов через границу раздела мембрана-водный раствор.

Теоретически рассмотрены условия реализация ионной функции: мембраны, содержащей ионит и редоксит с протонодояоркыми группами. Установлено, что состояние объешого равновесия системы мемЗрана- ". водный ргствор обеспечивает водородную функцию, а состояние граничного равновесия - ионную функцию мембраны.

Термодинамически описана взаимосвязь окислительно-восстановительных, протолитических и ионообменных равновесий в системе редоксит-раствор. Экспериментально изучены свойства атизаринатного, хингидронного и броманилового редокситов. Разработан и изучен ряд' твердоконтактных ИСЭ на основе редоксит-содержащих мембран.

Выявленные закономерности могут бить использованы для прогнозирования комплвксообразующих свойств новых КЭ и для синтеза КЭ, обладающих селективными экстракционными и мемЗрано-активными'свойствами. Практическую значимость представляют найденные экспериментально значения констант устойчивости макроциклических комплексов (свыше 100) в различных растворителях и значения коэффициентов селективности ионоселективных мембран на основе КЗ.

Разработанные калий-селективные электроды на основе ряда КЭ с большим в сравнении с чвалинолициновым" электродом сроком службы использованы для определения калия в различных объектах. Твердо-контактные электроды внедрены л аналитическую практику Опытно-методической партии производственного объединения «Узбекгидрогеоло-

- 3 -

гия", проектно-изыскательных станции химизации ЦШЛО. ИСЭ с кра- ' ун- н редоксит-содер:>:ащнми мембранами используются в Институте физиологии АН УзССР.'в Институте почвоведения /Л СССР и в лабораторном практикуме по курсу физико-химических методов анализа в Бухарском технологическом институте.

Апробация работ» и публикации. Основные результате диссертационной работы представлялись на Московском семинаре Научного Совета -;л СССР по аналитической хиши (I97Ü), на I и II Всесоюзных конференциях по электрохимическим методам анализа (Томск, 1981 и 1965), на Всесоюзной конференции пИоноселективные слсктроды и ионный транспорт" (Ленинград, IS82), на I Всесоюзной биоигзическом съезде (Москва, 1982), на Iii Европейском симпозиуме по макроцлкли-. ческим соединениям Шотландия, Стирлинг, I9C4), на П и U Всесоюз-шх конференция:!: по хшгии и биохшощ макроцлклических соединений (Одесса, 1904 и Иваново, 19оЬ), на Международном симпозиуме по электроанализу ц биосепсорам (Уэльс, Кардифф, I9G7), на I Всеукра-.инской конференции по мембранам и мембранной технологии (Киев,J.9Ü7), ра Ленинградских еем;гпара/. «Пошшо раыювесия в растворам" (1ЭЬ4) и нЕиологнческио мембраны и физико-химические аспекты их функционирование" (ISGG), на Х1У Менделеевском съезде по общей и прикладной химии (Ташкент| I9C9), на научной сессии „Понометрия. Проблемы теории и применение" Совета секции физической и коллоидной химии ВХО им. Д.И.Менделеева (Бухара, I9L.5),

Основное содержание диссертации отражено з 45 публикациях.

ОСНОВНОЕ С0Д2Рл-/ЛШР. РДБО'Ш

I. КаЛ1И2КС00БРАСУЩС! СВОЙСТВА КРЛУН-МШОЗ

I.I. Характерные свойства, особенности строения

и структуры молекул крчуп-офиров u их комплексов

Характерная особенность строения КЗ - наличие центральной гидрофильной полости с ориентированными внутрь кольцами лигандных атоглов кислорода и относительно подвижной „каркасной" структуры гидрофобной углеводородной наружной поверхности. Хошлексообразо-вание КЭ с катионами металлов происходит вследствие элоктрости-тического взаимодействуя мелзду катионом и .полярными эфирным: группировкам BityTpeimeii гидрофильной полости пакроцяклического полиэфира. В молекулы КЭ могут бить введены практически любые функциональные группы, что позволяет изменять избирательность ког.шлексо-образо'вания.

Способность КЭ к селективному кокллексообразовашпо обусловлена в большой степени их конфориационными возможностями. В дис-сермцин рассмотрены приведенные в литературе основные структурные характеристики краун-эфирэв и юс комплексов.

1.2. Метода экспериментального исследования конплексообразования краун-эфиров в растворах

Копплексообразующпе свойства бензо-краун-эфнров изучены методами дифференциальной К'-спектрофотопотрии и кондуктоистрии. В диссертации дана подробная характеристика обоих методов, приведе-■ ны расчетные форглулы для вычисления констант устойчивости.

1.3. Комплексообразовашю краун-опиров в растворах

1.3.1. Модельные представления

Согласно принципа максимального структурного соответствия макроцпкличесгай комплекс тем более устойчив, чем менее различаются геометрические размеры катиона и полости макроцикла. Па мно- ' гочислешшх примерах обращения рядов селективности комплексообра-зования краун-эфиров показано, что в целом эта модель неадекватно отражает экспериментально наблюдаемую селективность комплексо-образовагтя.

Неадекватность описания моделью геометрического соответствия реальных физико-химических процессов связана с неучетом ряда факторов, влияющих на устойчивость комплексов - сольватирующей способности растворителя и размера сольвата, природы аниона в соли иона-комплексообрэзовзтеля и заместителей в бензольных ядрах или . макроцкклическом кольце краун-эфира и др. По нашему мнению, анализ процесса коиплексообразования КЭ необходимо проводить с использованием поделен, более полно учитывающих перечисленные факторы. В диссертации реакция коиплегссообразоваяия КЭ (1а) с катионом в гомогенном растворителе 5

• + (ив = [(М1У + «> . .

представлена в виде следующих гипотетических элементарных процессов - десольватации катиона (I) и свободного КЭ (П), кон.рормаци-онных изменений молекулы КЭ при комплексообразовании (Ш), взаимодействия каткон-макроцикл КЭ (17), сольватации образовавшегося макроциклического комплекса (У).

Энергия Гиббса реакции комплексообразования (I) в общем случае определяется суммой энергетических вкладов каадой стадии. Определенная экспериментально константа устойчивости ) является

- 5 -

величиной интегральной, отражающей совокупность стадии (1)-(У).~ Рассматриваемая модель, хотя и не лишена недостатков (например, не учитывает образование ассоциатов катион-КЭ-анион-раство.ритель в различных комбинациях), позволяет вскрыть природу влияния различных факторов на энергию Гиббса реакции (I) и, как следствие, на селективность комплексообразования КО.

1.3.2. Влияние растворителя и аниона на устойчивость макроциклических комплексов

В рамках развиваемой модели влияние растворителя, существенно на энергетику десольватацш; катиона и свободной молекулы КЭ, а также сольватации образовавшегося комплекса.

В диссертации обсуждаются результаты исследования влияния сольватирующей способности растворителя на устойчивость комплексов КЭ. Б табл.1 в качестве примера приведены значения ^ -^Н комплекса ЛП-4-мотил-16КС с КС1 и К5СЯ в смеси ИПС: вода и в ДШ, свидетельствующие о понижении устойчивости металлокомплекса с возрастанием диэлектрической постоянной (£) растворителя 11ПС:вода.

Таблица I

среда; соль

ИПС :вода; 1тС:Еода;'.ШС:в0да;1ШС:вода;

2о,5 : 35,5 : 42,5 (70:30): (60:40) :(50:50)

49,5 (40:00)

КС1 •

КБСЯ • 2,-90

2,С4 2,80

:,45 > Г1Г\

2,24 2,30

2,10 2,20

1,90 2,02

ИПС и вода являются полярными протонными растворителя;:и и одинаково эффективно сольватируют катионы и анионы, поэтому в смеси ИПСгвода влиянием на процесс'комплексообразованил сольватиро-ванних анионов мокло пренебречь. Зависимость ¿^ £>ц от величины

фигурирующей в формуле Борна для л & десольватации иона, свидетельствует (рисЛа), что возрастание устойчивости метал-локрмплекса при понижении полярности растворителя обусловлено понижением энергии десольватации катиона. Зависимость ^^от величины £ смеси'ИПС:вода-(рис. 16) указывает на то, что понижение полярности среды также благоприятно сказывается на сольватации металлокомплекса, т.е. энергетически значимой является 'как десоль-ватация катиона, -так и сольватация образующегося металлокошлекса.

ДШгА относится к полярным апротошшм растворителям, хорошо сольвдтирующим катионы и прямо пе.сольватирующим анионы. Поэтому

вероятность образования лонных пар сольватировашюй металлокомп-лекс - «обнаженный" анион в ДША достаточно высока. Сравнение' константы устойчивости в ДШ и в смеси ИШ:вода (60:40) с близкими значегаими 6 позволяет предположить, что образование в ДОЗА в отличие от спзси Ш1С:вода иогашх пар (КЬ)^" ... вСЯ" стабилизирует метаплокомллекс (табл.1).

2Ч i - ксе

\\ i - KSCN

oV Ч

]ол

60% МГТС . <

\ l-KCl> а.8

о \ \ г-KscN а.б

щ ЗА

«Ч. 2.1

jo.2. >< * 4.0

eo^unc

1-У£

25

35

4S £

Рис.1. Устойчивость ко?.талексов ДЗ-4-метил-18К6 с КвСЛ

ц KCl в смеси ШС:вода при 25 а - зависимость

С:

от 1- Уб ;

б - зависимость

1.3.3. Влияние заместителей

• Существенное влияние на устойчивость коглплексов КЭ оказывают-заместители, введенные в иакроцшелические. или конденсированные с ними бензольные (цшслогексановые) кольца. Б диссертации приведены результаты исследования кошлексообразованкя 3',3'-диалкил-ДБ18К6 и дабе!1зо-4,13-диалк1И-Г8-краун-6 (ДБ-^-ШСб) с солями Ш в не- . водных растворителях.

Найдено, что при увеличении длины алклльних цепей в бензольных кольцах З1 ,з"-диалкил-ДБ1оК6 (табл.2) устойчивость макроцикли-чеоких комплексов Яа+, К+, еь+, в метаноле последовательно по-нипается. Яри взаимодействии хлорэдов К+ и с производными ДБ16К6 с достаточно длпнныш углеводородными цепями наблюдается образование комплексов состава [',11« о!"1". Катион со всеми 3 ,3 -диалкилпроизЕОДными ДС16К6 образует комплексы как [ИГ.]*, так и [МЬ 2]+ (табл.2).

Таблица 2

Константы устойчивости ( 8$ £) комплексов хлоридов щелочных металлов с 3* ,3"-дпалк1Ш1р0ИЗБ0Днымл ДБ18Х6 ( Ь) в метаноле при 25 °С

v^komokokc ; XaL+ № ! Ш* [ULY ifsir №

L 4,44 5,06 4,64 - 3,92 3,02

(C2H5)rL 4,35 4,% - 4,55 - 3,L0 3,10

(C^I7)p- L 4,25 4,90 - 4,4G - 3,72 3,20

(С4Иэ)о- 1 4,16 4, CO - 4,38 - 3,60 3,2t>

(C^Irjb-b 4,15 4,70 . - 4,30 - 3,52 3,40

4,10 - 3,55 - 3,42 ■ 3,44 3,34

(C7UI5)2- L 4,04 - 3,09 - 3,56 3,35 3,26

(CBiII7)o- J, 4,01 - 3,60 - 3,70 3,22 3,13

Таблица 3

Константы устойчивости ( комплексов ÄDI6K6 и

алкилированных в макроциклическоо кольцо его производных с родающами LJ.I в £\lvA и с хлоридами в смеси Iii 1С:вода при 25 °С .

растворитель : дал '.ПО: вода (60:20} И. 1С :вода( 50:50)

кэ i i Sa+ ; El+ j Va+ 2l+: K+ Na+ i

•ШЗК6 (L) 3,ie 2,64 2,65 2 95 2,23 2,05 2,26 1,73 1,62

CJI3-- L 2,90 2,56 - 2 ,C2 1,65 2,C5 1,18 1,46 1,50

c2n5" 1 2,78 2,47 2,40 о ,74 1,60 1,90 2,05 1,26 1,34

C4H9- l 2,68 2,14 - 2 ,56 1,70 1,74 1,62. 1,10 1,22

1,85 1,35 1,40 I ,90 1,14 1,45 1,46 1,02 1,10

Как следует из'Приведенных в табл.3 данных, увеличение числа СН-э-грулп углеводородных заместителей в .макрощшыческо.м кольцо ДБ1ВК6 (дибензо-4,13-диалкил-18-краун-6) такие обусловливает по-нижейие устойчивости образуемых комплексов со Bcet.ui- катионами и во всех кзучетшх растворителях^ ■ -

Корректная интерпретация представленных в табл.2 и 3 данных и прогнозирование устойчивости металлоког.тлексов производных ДБХ6К6 в рамках принятой в диссертация модели возмояна, если провести: конйормационноэ исследование йзмененил геометрии молекулы

ДБ1СК6 при введении углеводородных заместителей; квантовохимичес-кий расчет изменения зарядового распределения в макроциклнческом кольце производных ДБШС6 и энергии взаимодействия кятион-макро-цикл; исследование энергетических эффектов сольватации образующихся комплексов.

1.4. Электронная структура, конфирмационные1 характеристики и особенности сольватации

В этом разделе рассмотрены возможности а результаты применения методов молекулярной механики, квантовой химии и Монто Карло при исследовании коотлексообразования краун-эфиров. Проанализированы литературные данные, приведены собственные результаты.

1.5. Представления о природе селективности краун-эфиров-

3 ратжах развиваемой модели селективность краук-эфира Ь к. катионам к и селективность краун-эфиров Li.il к катиону М* определяется разностью свободных энергий комплексообраэо-ванпя Ь с катионами Г.Г^ и и разностью а комплексообразова-ния катиона ГТ*" с Lj.ii Ц). соответственно:

зв-уьъ-щ •«^♦Ша^ме^»«?^ о)

В выражениях <2) и (3) первне слагаемые отражают разности свободных энергий десольЕзтации катионов и ¡¡ф. или свободных КЭ |<1 и 1<! . Величина ( 5бш есть разница в свободных энер- . гиях. конформационных превращений свободный краун-эфир - лиганд металлокомплекса. Слагаемые ( 3 и ( 8 С-5 определяют раз-

личие свободных энергий взаимодействия катион-накроцпкл<и сольватации металлокомплексов.

Проанализирован ряд работ, посвященных природе селективности краун-эфиров. Показано, что при анализе и прогнозировании объективности кошлексообразования КЭ необходимо учитывать вклад • каждой стадии реакции кошлексообразования (I) в энергетический баланс, априорное выделение одной или нескольких стадий может привести к существенным ошибкам.

Г.6. Анализ комплексообразования 3',Зв-дпалк1ипроизводных ДБ1СК6 с катионами щелочных металлов

Интерпретация конплексообразующих свойств 3*,Зя-диалхилпро-.

- 9 -

изводных ДЕ1РК6 (табл.2) на.ионно-молекулярном уровне проведена исследованием названных объектов методами молекулярной механики, квантовой химии и Чонте Кардоя\

Конформационный анализ З1 ,Зи-диаш:ил-ДБ1ВК6 проведен методом ■ молекулярной механики с использованием экспериментальных данных по структуре комплексов £Е1СК6. Расчеты показали, что оптимальной крнформацией углеводородных радикалов является цепочка, атомы углерода в которой (начиная с третьего) находятся в транс-полокени-ях относительно предыдущих. При „Загибании" алкилыюп цепи к полости макроцикла энергия напряжения возрастает, что свидетельствует об отсутствии стерических затруднений со стороны шашышх радикалов в бензольных кольцах производных ДГ.1ЙЙ6 при их реакциях коиплексообразования. Вместо с тем алкильные цепи без существенных энергетических затрат могут вращаться вдоль связи -Cqj^ и ориентироваться (относительно плоскости макроцикла) как по одну сторону с бензольны!,ш кольцами ( Li"), тазе и в противоположную'

(out-). •

Полученная в кокформационных расчетах геометрия гишушроиз-•'водных ДБ1ВК6 использована в квацтовохимпческих расчетах, u ш-' числениях энергии взаимодействия ( дЕ) исследуемых краун-эфпров с катионами щелочных металлов и равновесных расстояний (£0) 'между катионом и среднеквадратичной плоскостью кислородных атомов КЗ. Квантопохимические расчеты методом 1ШД1/2 диалкилпроизводных ДЫЦС6 показали, что присоединение алкшышх радикалов практически но изменяет зарядорое распределение в бензольных ядрах и макроциклцчес-ком кольце. Установлена практическая неизменность значении лЕ и для' комплексов, образованных ДЛСлб и ого з',з"-диалк;:лпроиз-ьодными.

Результаты ¡информационных -и г.вантовохимнчесгак расчетов показывают, что экспериментально наблюдаемое пошкенио констант ус' тойчивости комплексов при увеличении длины алкилышх цепей невозможно объяснить исходя лишь, из рассмотрения взаимодействия моталл-дакроЦикл. Очевидно, понижение устойчивости комплексов з',з"-ди-алкилпроизводных .ДЕККб п увеличением числа СЛ2~групп обусловлено . различием свободна, энергии стадий десольватации молекул ¡СЭ шш сольватации образующихся металлокомплсксоь.

я)

' Конформационные и кваитовохишчсские расчеты проведены доцентом МХТИ Д.Л.Варяеком, Расчеты офц/ектов гидратации методом Монте Карло осуществлены В.Е.Хуторским.

-10 -

Анализ литературных данных показал, что энергия сольватации ' комплексных катионов краун-эфиров существешю шио. энергии сольватации свободти нейтральных молекул КЗ. Это дает основание полагать, что ( S 6- 5 , т.е. причина наблздасмого nomixoraiH устойчивости рассматриваемых комплексов, вероятно, связана с изг.юнением энергии сольватации металлоког.шлексов при переходе от ДЖК6 к его алкилпронзводннм.

Правильности этого предположения установлена исследованием • эффектов гидратации мсталлокомплексов ДБ1СК6 и его з',з"-диалкил-пропзводнах в предположении, что вследствие близости координирующих характеристик воды и спирта качественные выводи, вытекающие из рассмотрешш водных растворов, справедливы и для метанолышх растворов.

Рассматривались две возможные ориентации ( In-и out-) алкиль-ных цепей относительно плоскости макрощшла. Потенциальная энергия системы кошлекс-вода-КЗ-катион представлена сушой энергий четырех взаимодействии: ион-КЭ, ион-вода, КЭ-вода и вода-вода. Результаты расчетов, некоторые из которых приведены в табл.4, показали ослабление взаимодействия вода-вода и .усиление взаимодействия катион комплекса-вода с увеличением числа СН2-ГРУПП В диалкил-ДБЮКб. Ослабление взаимодействия вода-вода, препятствующее взаимодействи-. лгл катион-вода, долпно приводить к усилению последних, что и подтверждается расчетами (табл.4).

Таким образом, растворитель вносит стабилизирующий вклад в образование комплексов диалкпл-ДБ1£К6 в сравнешш с комплексами ДБ1СК6, что на первый взгляд противоречит экспериментальным данным (табл.2). Каковы ке в этом случае причины понижения устойчивости . комплексов диашсил-ДБГбКб? По всей видимости, понижение устойчивости комплексов обусловлено димеризацией краун-эфиров за счет, гидрофобных взаимодействий алкилъных радикалов35^. В этом случае возможно образование комплексов {¡.1L]+ и liHg]+. Вероятность образования этих'комплексов определяется величина?® энергии Гиббса

Л^^вД&МЬа я 4&а=лб-М1.-лВ-цсс » гдейвасс- энергия ассоциации краун-эфиров. В случае laßjl >|д&|1 в раствСре будут доминировать комплексы [mlJ+. Нарастание длины алхильных цепей в диал-км-ДБ18К6 увеличивает Цбчее! . чт0 приводит к уменьшению USyl и, как следствие, устойчивости комплексов [ML}1". При дальнейшем увеличении числа С^-групп. lü&ectl может достигнуть достаточно

^ Частотная димеризация диалкил-ДБ16К6 в метаноле обнаружена нами криоскопическими исследованиями.

- II -

¿'Еблица 4

.. „I ..и

Характеристики гидратпровашшх кошлексов 3 -дцалкил-ДБШСб и ДБ-4,13-диалкил-18Х5 с кат коном калия

: дсикб : (И : з' ,з" -диалзспл-ДИСГСб :дь-1,13-диалкил-1СК6

: Рг:Г1 Ос*о-и : Ь • ** : 0с12-и

13С 129 ИЗ 133 134 139

Eмw —285,I -398,6 -411,6 -125,0 -458,0 -474,8

Е -103,4 -133,0 -113,0 -103,4 -124,3 -135,2

Е ми -362,6 -353,4 -348,3 -333,1 -355,4 -350,8

Е \nzvv -4486,6 -3970,4 -3376,2 -4С05 ,Ь -3841,8 -3862,7

К (А) 0,281 0,400 С,220 0,542 0,390 ■ 0,099

Лримечашм: - число молекул води, включаемое в расчеты; ^ми' • > Емь V \ivw~ энергии взаимодействия (кД.~/моль) катион компдекса-вода, КЗ-вода, катпон-пакрощгкл и вода-вода соответственно;^ (X) - выход катиона в А из плоскости кислородных .атомов.

большого значешш, что приведет к 1 д&з.I т.о. к доминиро-

ванию в растворе комплексов [МЗ^ +,'что и наблюдается экспериментально (табл.2).

1.7. Комплексообразование производних ДБ1СК6, алкили-ровашшх в макроцлклкчоское кольцо

Анализ комплоксообразующкх свойств ДГ>-4,13-диалкил-1СХ6 (табл.3) такие проведен с использованием виратания (3) методами моле1сулярной механики, квантовой .химла и Монте Карло.

Конфорпационпоэ ■ исследование ДС-4,13-д;:ашснл-ШС6 показало .практическую невозможность загибания алкилышх цепе:! в макроцик-•лическую полость вплоть до ДБ-4,13-диокт11д-1оХ6, что евпдетельет-* зует об отсутствии стерпческих эффектов при реакциях кошлексооб-разования рассматриваемых КО. Расчет значешгл дЕ и й0 показал их практическую независимость от числа СП0-групп в ДБ-4,13-диал-"кил-18К6. ь .

Исследование эффектов гидратации методом Монте Карло показало (табл.4) ослабление взаимодействий вода-вода и усиление взаимодействия катион комплекса-вода с увеличением числа С^-групп . в ДВ-4,13-диалкил-1СК&. Последнее, очевидно, должно приводить к

дополнительному структурированию гидратной оболочки 1!, как следствие, 1С увеличению лЭ 'реакции ко'-тплексообразсвапия (I) и понижению уето;!чпзостп комплексов с увеличением О^-групп в дБ-4,13-диалкил-1СХ6, что л наблюдается экспериментально (табл.3).

1.8. Коттлоксообразовлние краун-эфироп с различным

числом атомов кислорода в иакроциклическом кольцо

В-табл. 5 приведены константн устойчивости комплексов 112-3 с краун-эфирэми, разлпчащпчлся числом атомов кислорода в макро-, цикле. Ряды селективности рассматриваемых КЭ к отдельным катко--нам 1'П :: ряди селективности КЗ к определенному катиону проанализированы с использованием принятой подели и с привлечением экс-перпмзнтальтк данных по структуре их петаллокомплексов. Состав образующихся комплексов (табл.5), на паи взгляд, достаточно корректно интерпретируется геометрическим соответствием с учетом того, -¡то коипормационная гибкость ДЕ-24ХБ и ДБ30К10.позволяет им значительно перестраивать своп конформзцгао и образовывать кош-лексы состава

. Таблица о

Константы устойчивости комплексов в метаноле при 25 °С

Приведены значения На_/5„ , в скобках - значения £й^¡я

Яа+ ; к+ i Cs+

З1 -этил-Б151С5 3,90 (3,64) (3,56)

З1,3"-диэт:1л-ДБ1СК6 4,35 4,90 4,56 3,60 (3,10)

31,3"-днэтпл-ДБ24К8 3,82 4,24 4,35 4,42

31,3 "-диэтил-ДЕЗОКМ 3,50 4,48 4,52 4,58

Больпая устойчивость натриевого комплекса этил-Б15К5 в сравнении о устойчивостью комплексов ['.II, 2]+ ионов К+ -и объяснена из простых соображений: десольватация двух молекул КЭ, протекающая при образовании комплексов [].1Ь , тробует больших энергетических затрат, ие:;сели одной молекулы при образовании комплекса .

В комплексах [м£]+, образуемых диэтил-ДБ24К0 и диэтил-ДБЗШ10, катион надег.ко экранирован от взаимодействия с анионом и растворителем, что, видимо, и обусловливает образование достаточно прочных комплексов с близким значениями констант устойчивости.

- 13 -

2. Ш'.БРЛ!Ю-.HCT!IBIEiE СВОЙСТВА КРЛЛ1-М1Р0В И НОНОСЖКГИВШЕ СЛЕКТРОДЫ НА ИХ ОСНОВЕ

2.1. Мембранные ионооелектнвныс электроды

. В этом разделе диссертации рассмотрены основные характерити-ки ИСЭ на основе краун-эфиров и других макроцяклических соединений, которые приведены в литературе за последние 10 лет.

Приведет результаты исследования ионоселективных характеристик пластифицированных диоктилфталатом (ДО1!1) лоливинилхлоридных (ПВХ) мембран на основе КЗ с различным числом кислородных атомов В макроцикле (ДВ1СК6, ДЕ2-1КС, ДСЗОКЮ) и алкилированных в бензольные кольца их производных. Все исследованные мембраны имели калиевую функцию с угловым коэффициентом калибровочных прямых 56-58 мВ/ рК в диапазоне концентраций хлорида калия от Ю-^ до IO~^m в интервале pH от 3-3,5 до 10,5-11. Калиевая функция ИСЭ на основе всех мембран сохранялась в течение года.

Сравнение величин коэффициентов селективности (Кк/М) мембран на основе'З1 ,3"-днэтилпрокзводиых ДБ10К6, ДБ24К8 и ДБЗОХЮ показывает (табл.6): избирательность мембран по отношении к Li. + достаточно высока и практически но меняется с изменением размера полости накропикла; селективность по отношению к нонам Rb+, Cs+ и относительно низкая и также мало изменяется при переходе от даэтил-ДБ18К6 к диэтил-ДБЗОКЮ; избирательность к Ха+ защитно возрастает для мембраны на основе диэтил-ДБЗОКЮ. Коэффициенты калиевой селективности мембран на основе 3' ,з"-диалк:!лпроизводных ДБ18К6 изменяются незначительно при увеличении С!!?-групп алкильных заместителей (табл.6). Причем ряды мембранной и комплексообразую-щей селективности рассматриваемых КО качественно совпадают.

Результаты исследования позволяли рекомендовать мембраны на основе диэтил-ДБЗОКЮ и на основе диэтил-, дипропил-, дпбутил-ДБ18К6 для изготовления калий-селективных электродов, пригодных для определения активности К* в достаточно сложных растворах.

В этом кв разделе' диссертации приведены результаты исследования ионоселективных характеристик 'калий-селективных мембран на основе производных ДБ1СК6, алкилированных в макроциклическое кольцо (ДБ-4,13-К2-18К6). В качестве пластификаторов момбпан применены Д0$,- диоктклсебацинат (ДОС) и о-нитрофенилоктиловый эфир (о-Ш-ОЭ).

Мембраны, пластифицированные ДОТ' и ДОС, проявляли калиевого функции (56-58 мВ/рК) в диапазоне концентращгй 5-Ю-1 - 1-КГЙ,и 2,0 - I-IO'nj KCl соответственно. Мембраны, пластифицированные

- 14 -

Таблица 6

Коэффициенты Катаевой селективности К к/м . лластлфпцлро-ванпых дпоктилфтаяатом мембран нэ основе краун-эфиров, определенные потенциогетрически в смеганнкх растворах электролитов

краун-эфир :к k/u ; к : K x/tt «VC,

ZEISK6 ( L ) 3,5 I0"2 4.5 IO-2 5,0 I0~2 9,0 IO"2

з ',з"-(о2н5)2-ь a IG"4 В,5 IO"3 5,5 IO"2 8,5 IO"2 9,0 IO-3

3 ,3 — (C^Hr;)^—L «ю-4 8,5 I0~3 6,0 IO-2 1,0 IO-2 9,0 IO"3

3l,3'-{c4Hg)2-t, ¿Ю-4 £,5 Г0"3 6,0 IO-2 2,2 IO"2 1,0 IO"2

з',з"-(с5нг1)2-ь ¿IO"4 В,5 I0"2 6,0 IO-2 2,5 IO"2 1,0 IO"2

з'.з''-(с6н1з)2-ь 6I0-4 8,5 I0~2 4,5 IO-2 7,C-KT2 9,0 IO"3

з',з'^-(с7н15)2-и ¿ю-4 8,5 IO-2 6,0 IO-2 1,0 KT1 9,0 IO"3

3 ,3 -(CgHjy)o-L 4I0"4 8,5 IO"2 6,0 IO-2. 7,5 IO-2 1,0 IO"2

ДБ24КВ ( Li) 5,0 IO-3 2,0 IO"1 7,5 IO-1 7.5.I0"1 2,5 IO-1

з',з"-(с2н5)2-ь1 3,0 IO-3 1,0 IO-1 1,0 IO-1 1,0 I0_I 2,5 IO-1

з' ,з"-СС4Нд)з-1. JL 1,0 I0~3 1,0 IO"1 7,5 IO-1 9,0 IO"1 2,5 IO-1

ДБЗОКЮ ( ьа) 2,0 I0~3 e.o IO-3 5,0 IO"1 6,0 IO"1 2,0 IO-1

з',з"-(с2н5)2-Ь?_ 1,0 I0"3 3,0 IO-3 5,0 IO"1 4,0 IO"1 1,0 IO-1

4-СН3-'Ь ilO"4 2,0 IO"2 3.0 IO"2 1,6 IO"2 6,5 IO"3.

4-C^-l ¿IO"4 3,2 IO-2 5,0 IO"2 3,5 IO-2 8,0 IO-3

4-C^Ig-b ¡Ш"4 2,0 ID"2 3,2 IO"2 5,0 IO-2. 1,0 IO-2

4,I3-(C4H9)2-L 4I0-4 5,0 IO-3 3,0 IO"2 2,0 IO-2 .5,0 1Сr3

о-НОСЭ, не проявляли полной калиевой функции. Проявление пластифицированными ЛРС мембранами калиевой функции в троком диапазоне концентраций KCl объяснено большей сольватирущсй способность» ■ДОС по отношению к однозарядным катионам. Предположено, что проявление неполной калиевой функции мембранами с о-ЙСОЭ обусловлена сольватацией анионов этим пластификатором. Установлено, что коэффициенты селективности рассматриваемых мембран изменяется несущественно при увеличении числа CHg-rpyim алкильных заместителей в мак- 15 -

роциклическом кольце ДБ18К6, причем мембранная селективность КЭ качественно совпадает с селективностью их комллексообразования.

2.2. Механизм катионнои избирательности мембран на основе макроциклическях комплексов

■ Мембраны на.основе нейтральных МАК проявляют, как правило, .катионную функцию. В диссертации приведены данные и рассмотрены гипотезы и теории, позволяющие в той или иной меро понять катионную функцию мембран на основе МАК, причины ее отклонения и обращения. Установлено, что присутствие липофильных анионов (Pic", CIO", SCS-) в исследуемом растворе мо?::ет приводить к значительным отклонениям от катяонпой функции вследствие экстракции электролита (рис.2). Причина обращения катионнои фушеции мембраны в анион-•ную, очевидно, заключается в значительном уменьшений активности свободного комплексона L и образовании катионных комплексов [ML]+, которые локализованы в фазе мембраны и ведут себя как ани-онообменники.

о 1 а. з 4 о 1. а. э 4

Рис.2. Зависимость Е - КХ в растворах хлорида (I),

роданида (-2)-, перхлората (3) и пикрата (4) калия; ■ лиганд - дибензо-4,13-дибутил-18-краун-6; пластификатор мембраны - диоктилфталат (а) и диоктилсеба-цинат'(б).

• Рассмотрены вопросы избирательности идеальных катиошеелек-тивных мембран на основе нейтральных МАК. В случае образования в мембранной фазе комплексов различного состава в полуэмпирическом выражетаи для коэффициента селективности Кд^ необходим учитывать ''••'• -16-

константы устойчивости комплексов основного (Л) и мешающего (В) ионов В водной фазо, константы распределения ( К).этих комплексов, активность свободного комплексона в фазо мембраны и константу его распределения, подвижность (U.) комплексов в мембранной фазе.

2.3, Взаимосвязь комплексообразуткцяу, экстракционных и момбрано-актлвннх свойств краун-эфиров

Принятое выражение для коэффициента селективности К^ глегл—. брзн на основе нейтральных WAK выглядит следующим образом:

— («1 — К — Ubl Каи , Ugu .Ави • Icbl цч

д/а UAL ' К&> UAU ' • Иди .

L,(e> wtey

"AL ' ~ константы равновесия реакций экстракции.

Пологая, что комплексы одного и того же МАК с различным? катионами лзостерны, Эйзенман и сотр. приняли, что в выражении (4) ■ U-SL J ^ai. близко к I, а коэффициент селективности для катио-. нов одинакового заряда определяется лишь отношением констант устойчивости комплексов в водной фазе. Анализ литературы показал, что относительно небольшие по размерам иеталлокошлексы краун-эфиров не могут рассматриваться как изостерные. Поэтому подвпж- • ности и, в особенности, константы распределения комплексов одного', и того ге КЭ с различными катионами доданы' различаться и, как следствие, ионная избирательность мембран па основе КЭ долят зависеть не только от отношения констант устойчивости, но и от отношения констант экстракции металлокочттлексов AL + и BL + в. системе мембрана-водный раствор и от отношения их подвижностей в мембранной' фазе.

Корректность нашего предположения о'природе селективности мембран на основе КЭ установлена путем сопоставления отношений констант устойчивости глеталлокомилексов В среде абсолютированного метано-лз, отношений констант экстракции комплексов fi системе хлороформный раствор КЭ - водный раствор с определенными потенциодат-рическп и вычисленными по уравнению (4) значениями коэффициентов селективности мембран на основе КЭ. При сопоставлении названных -величин л при вычислении значений Кк/М по уравнению (4) предлола- , галось, что отношения констант устойчивости и подвижностей комплексов в метанольном растворе и отношения констант экстракции в системе хлороформный раствор КЭ-воднкй раствор незначительно отличаются от соответствующих отношений в системе мембрана-водный раствор.

2.3ак.360/р - I. -

• Сравнение отношений констант устойчивости металлокомплексов с нотенциометрическл измеренными значениями коэффициентов селективности для всех рассматриваемых е работе крауц-эфнров показало, что мембранная селективность КЗ лпиь качественно соответствует селективности их когятлекссобрпзовашш - отношения

отличались от соответствующих значений Кк/м в 25-50 раз. Сопоставление изморешшх значений К к/м с соответствующими отношениями констант экстракции показало, что эти величины отличаются друг от друга не более чем в 3-4 раза, а в некоторых случаях практически совпадай. Зтя фазан позволили сделать вывод: избирательность реакции комплексообразовапил краун-эбира с катионом на границе раздела пембргша-водний раствор является необходимом условном селективного транспорта этого катиона через мембрану, но не определяющим величину К к/м фактором; катионная избирательность крзун-содертащих мембран определяется стадией переноса катионов через границу раздела, т.е. селективностью экстракции К^-К,^:

Рис.3. Зависимость.потенциометрпчески измеренных коэффициентов селективности Кк/Мкраун-содеряащго: мембран от соответствующих отношений констант устойчивости мсталлокомплек-сов (а), констант экстракции (б) и от.вычис-

ленных по уравнению (4) значений К.

к/м-

Сравнение измеренных значений К кд, со значениями коэффициентов селективности • рассчитанных из экспериментальных данных по комплексообразувдим и экстракцион!шм свойствам соответствующих КЭ, показало практическое совпадение этих величин. Так как отношения п'одвижностей металлокоэдлексов в метаноле во многих случаях близки к I, этот факт подтверждает сделанный выше вывод об избирательности краун-содеркащих мембран. Некоторое различие между измеренными и рассчитанными значениями Ккд, монет быть вызвано условностью принятых выше допущений и, в особенности, различным специфическим взаимодействием растворителей (хлороформ, метанол, диоктилфталат) с крауп-эфирами и их комплексами.

На рис.3 в качество примера, приведены корреляционные зависимости измеренных коэффициентов селективности КкД, от отношений /, Кмц/К^ и от вычисленных по уравнению (4) значений К* для мембраны на основе З1,3,|-дибутил-ДБ1СК6.

з. ионотвктивнш мнмбрлш, содерглщие редоксит

3.1. Общая характеристика редоксита

Редоксит - носмекиващадся с водой гомогенная фаза (твердая, жидкая) переменного состава, способная к обратимому окислительно-восстановительному взаимодействию с вод шита растворами редокс-систем. В этом разделе приведены основные признаки и отличительные особенности твердых и яидких редокситов, показана аналогия в свойствах и термодинамическом описании редокситов и ионитов.

Трудности 3 получении }:'Л!ДКИХ редокситов связаны, в основном, с'выбором достаточно устойчивых обратимых редокс-систем, которые обычно называют рабочим веществом редоксита. Большинство обратимых органических редокс-систем могут быть использованы для получения кндких редокситов путем растворения их неиоцлзпрованных форм в несмешивающихся с водой растворителях. Диссоциация прото-погенных или протонизация протоноакцепторных грутт приводит к образованию ионизированных форм, которые частично или полностью могут перейти в водный раствор. Введение в состав органической фазы соответствующего экстрагента обеспечивает образование ллло-фялышх незаряженных ассоциатов или комплексов с ионизированным формами .редокс-систеда, которые локализуются практически количественно в фазе редоксита.

2х . - 19 -

3.2, Окислительно-восстановительные, иротолитичвские и ионообменные свойства редокситов

Окислитгльно-восстановительные процессы в системе редоксит-раствор в большинстве случаев сопровождаются протолитическими реакциями и ионным обменом. В этом разделе проведено термодинамическое описание совокупности.окислительно-восстановительных, про-толитаческих и ионообменных равновесий в системах радоксит-раствор.

При термодинамическом описании равновесий в системе редок-сит-раствор з общем виде принято, что рабочее вещество - окислительно-восстановительная система HjR - НсЛ во всех ее протоли-тических формах не образует ассоциатов и семихинонов; анионооб-менншс РХ, используемый в качестве экстрагента ионизированных форм редокс-еистемн, находится в мономерном состоянии; концентрация несбменно сорбированного электролита в органической фазе пренебрежимо кала; при изменении составов сосуществующих фаз сис-те?.га рвдоксит-раствор приходит в равновесие по всем распределян>-щимся частица».» и во всем объема контактирующих фаз.

Прстслитачзские реакции, видимо, происходят на границе раздела органической и водной фаз по следующей схеме:

kJr + HtQ SPSS Hg.,R" ■+■ HaQ+

Hg.,R~+ PX =5Ä H6-4P-R +X"

Суммарная реакция

ip' + PX SSÄ НцР-Й*Н30+*)Г (5)

представляет, собой реакцию обмена иона водорода на катион экстрагента с перераспределением НХ в водкую фазу.

В общем случае обмену иона водорода на катион экстрагейта отвечают равновесия:

а) окисленная форма

б) восстановленная форма —tri

нЬ1Реч.4.Л — Ht Pt-t3l + H;sG^ X" (?)

Они характеризуются ступенчатыми константами обмена

Qx_h [HsP<-e R3 . ^ Ox_K [HiPc-tlR-l (e)

8 IPX] ÍÍWl^R] ' 4 IPX] [Й^Нч-iW

где цк , h. - активности иоиа X" и водорода,

Окислителыю-восстановительнону равновесию между сосуществующими формами рабочего вещества редокскта в условиях электронейтральности каздой из фаз (М = С - & ) отвечает, например, уравне-)ше

PTR + n«~ + (c-¿) + <с4) X" . (9)

Уравнение окислительного потетдала редоксита с равними суммарными концентрациями окисленной ( С(»)) и восстановленной ( C{rj) форм (полувосстановленнай редоксит), отражающее обмешше процессы (6), (*7) и равновесие (9), имеет вид:

" * аГ6 <h&- о/ ♦ К&~< а4;' [РХ 1КГЧ..[РХ1в-í¡í К?)

г -у? Щй

т у - стандартный окислительный потенциал редоксита.

Выражение (10) является общим уравнением окислительного потенциала редоксита, рабочее вещество которого в обеих степенях окисления представляет собой кислоты. Согласно (10) окислительный потенциал (0П) полувосстановлсиного редоксита зависит от активности 1Г*" и Х~ - ионов в равновесной водной фаз о и от концентрации эг.страгента (аняонообменник РХ) в органической фазе.

Если [ РХ ] > с С,г, и активность аниона X" в равног-

весном водном растворе постоянна, то экспериментальные кривые молено интерпретировать с помощью правил Кларка,.сформулированных для водных растворов обратимых органических редокс-систем. Анализ уравнения (ГО) показывает, что 0П полностью протонирозэнного ре- • доксита ( h >> К';\ Rf) зависит отлько от рН_равновесной водной фазы (Э^/эрЦ г; - ) и не зависит от Лх и ¡РХ]. Обменные процессы с участием редоксита в восстановленном состоянии увеличивают угловой коэффициент (^tyíipH) последующего линейного участка кривой .У-рН на величину v^ , тогда как обменные процессы с участием рабочего вещества в окисленном состоянии уменьшают на ту

- 21 -

же величину. Одновременное протекание обменных процессов (6) и (V) с участием редоксита в окисленном к восстановленном состояниях (К'^' - К?) не отражается на ,ходе__кривой У-рН. 011 полностью де-протонированного редоксита ( К« К^0 ;К£г)) согласно уравнению (10) является Функцией двух концентрационных переменных - (Хх и [?Х]. Причем при (!?(.)+ С С(г])с{!ом{01 становится линейной функ-

цией активности анионов Х- равновесного водного раствора с угловым коэффициентом — , а в случае ах=0о>^ становится функцией [РХ] с угловым коэффициентом .

Константы равновесия обменных реакций (6) и (V) определены графически с привлечением уравнения соответствующих линейных участков. В точке пересечения двух соседних (К - I) и К -го линейных участков * У*. . поэтому

рКк врй-рХ+р[РХ] (И)

где рИ соответствует абсциссе точки пересечения линейных участков кривой У-рН; рХ = - ^ а* ; р [РХ] = - % с РХХ

Аналогично с использованием уравнения (10) рассмотрены частные зависимости 0П редоксита от О.* в равновесном водном растворе' или от [РХ} й органической фазе.

3.3. Ионоселективные электроды без жидкостного заполнения и на основе редокептов

Показана актуальность создания твердоконтактных ИСЭ без жидкостного заполнения и критически рассмотрена литература по такого типа ИСЭ. Основной недостаток электродов без жидкостного заполнения нестабильность и плохая воспроизводимость потенциалов -обусловлен отсутствием обратимого перехода от конной проводимости в мембране к электронной в металлическом токоотводе ИСЭ. Взаимообусловленность окислительно-восстановительных, протолитических и ионообменных равновесий в системе редоксит-раствор указывает на принципиальную возможность использования редокситов в мембранах твердоконтактных ИСЭ.

3.4. Условия реализации ионной функции мемйраны,. содержащей ионит и редоксит

Условия проявления ионной функции редокснт-содерзсащеЛ ионообменной мембраны рассмотрены путем анализа формирования эде элемента: :

141 РХ ; Н^ -н73Ъ; НХ}МХ';МОН;КСен-м|А§К( Ай (А) (О

о ^ _

Эдс элемента (Л) определена алгебраической суммой разностей гачь-вани ( -потенциалов мо.чщу всег.ш контактирующими фазами и в'зут-римембранпым диффузионным потенциалом "fcI, выракена уравнением:

EA»eonst + (12)

( vf/'P4i y окислительный потенциал мембраны.

Рассмотрение вопроса о вкладе изменения разностей -потенциалов в формирование эдс элемента (А) проведено для двух случаев

- объемного и граничного равновесий контактирующих фаз (I) и (2);

- в рамках предположений: величина f однозначно определяется окислительным потенциалом редоксита, причем[Hgft]'^HëïRVCQnst ; необменная сорбция электролита в йазе мембраны практически отсутствует, поэтому а* в ней однозначно определяется [РХ].

Случай обт.п;яого равновесия - при изменении составов сосуществующих фаз (I) и (2) система мембрана-водный раствор приходит в равновесие по всем распределякячимся частицам и во всом объеме контактирующих фаз, поэтому *fo( равен нулю. В рассматриваемом случае равновесное изменение активности конов водорода при Ох,[ РХ"1 = = CDU si изменяет окислительный потенциал мембраны в соответствии с уравнением (10). В этих г^о условиях в раглсах принятого допущения о пренебрежимо малой необменной сорбции электролита активность Х~-ионов в обоих фазах должна оставаться постоянной, что обусловливает постоянство величины (У"1- f^)*, т.е. эдс элемента (Л) при изменении рП равновесного водного раствора формируется за счет изменения f в строгом соответствии с уравнением (10).

Установлено, '¡то в кислой области pli ( h К'^, ) равновесного водного раствора изменение активности Г*-яонов при рН [РХ] =CQnsi вызывает противоположное изменение разностей гальва-ни-потенциалов{У<<,-Ч'£г))и(Ч'(Р"-Ч'"У*1 никоим образом не сказывается на величине эдс элемента (Л); В щелочной области pH(h«Ke\ï?(P) равновесного водного раствора изменение 0.x при рН, [РХ| = CQrti-h не сказывается на величине и изменяет i3 согласно

уравнент (10) следующим образом:

у«=(Ч'(Р*1-r(n)= (13)

что и формирует яде элемента (А).

Показано, что влияние изменения концентрации экстрагента РХ

к,Выра-^ение для гальвани-потенциала, возникающего меяду мембранной п водной фазами, выведено из термодинамического условия равновесия фаз по ионным компонентам.

при постоянство активности ионов Н+ и Х~ в разновесно:.! водном растворе на изменение гальвани-потепциаяов и формирование эдс элемента (А) подобно влиянию изменения йх при рН, [РХ]=сопб1. .

Случай граничного равновесия в системе мембрана-водный раствор элемента (А) реализуется созданием условий, при которых уменьшается площадь границу раздела между фазами, например, путем их разделения проницаемой для ионов пленкой или путем введения компонентов мембраны в пластифицированную поливинплхлоридную матрицу, что должно существенно уменьшить массоперенос из одной фазы в другую. В рассматриваемых условиях при изменении состава водного раствора состав мембраны меняется лишь на границе раздела фаз и практически постоянен в ее объеме, где находится индифферентный токоотеод, что обусловливает постоянство окислительного потенциала мембраны.

Изменение состава водного раствора нарушит граничное равновесие мэмбрана-водшй раствор и приведет к изменению гальвани-потенциала ( У™). При этом на границе раздела фаз моает установиться стационарное состояние переноса ионов, характеризуют^ еся определенными значениями Ч^1"1) и , что отразится на

значении эдс следующим образом:

^тач^-г^Ьп ^-г^ь^Ц^сИп^ (н)

, ±1- зарвд, активность и число переноса иона и в

мембране.

Переносчиками заряда в рассматриваемой мембране могут быть ионы Р+, I", Н+, НЕ~, НС.,ЕГ, которые могут внести свой вклад в величину Ув1. Если окисленная и восстановленная формы редокси-та являются слабыми кислотами, активности анионов £.]", [Н<;.1А]Т и тем более [Н|.гК"]2-, [нс.1Й12~ будут близки к нулю, и они не могут участвовать в переносе электричества. В рассматриваемых условиях реализации пренебрежимо малой необменной сорбции электролита активность и число переноса БГ^-ионов в фазе мембраны также близки к пулю. Следовательно, потенциал редоксит-содеркащей ионо-обмешюй мембраны зависит от состава контактирующего водного. раствора так же, как и потенциал обычной ионообменной мембраны, и бписываетсл полуэмпиричесхим. уравнением Никольского.

Теоретическое рассмотрение изменения гальвани-п.отенциалов контактирующих фаз элемента (А), включающего редоксит-содержащую ионообмеянуп мембрану, обосновывает применение этого элемента для определения рН или рХ водного раствора в соответствующих условиях.

Проведенное рассмотрение позволяет констатировать, что нанесение -вышеуказанных мембран на тщкффсрентный электрод в условиях граничного равновесия обеспечивает обрати:«;"; переход от ионной проводимости к электронной, а индифферентный электрод внутри фазы постоянного состава мембраны, на котором устанавливается окислительный потенциал, выполняет функцию токоотвода.

3.5. Первичнио свойстза кидких редокситов

Мембршм твердоконтактных ИСЭ крог.и соответствующего элект-родно-актпвного соединения (сАС) содержали редскситы на основе редоко-систем ализарин-лейкоализарии (HgS-H^R.), хинон-гидрохиион или броианпл-гидроброманпд (Q.-H?(i). ¡."едкий редоксит в совокупности с равновесном водным раствором представляет двухфазную многокомпонентную систему, поэтому необходимо исследование коэффициентов распределения (d.) его рабочего вещества.

Установлено, что увеличение рН равновесного водного раствора вызывает диссоциации ализарина и лейкоализприна в фазе редоксцта (растворлтель-декапол) с образованием анионов Н£~, К'- ('ализарин) и H-jfc", ПpRT"-, ÍT8?", jC~ (лейколлкпаркп). Лнпош перераспределяются в водную фазу, вследствие чего органическая фаза теряет свойства р едок сит а. Введение бромида тотрядецилат иония (Т&с-) в качестве экстрагсптп позволило сохранить окьолителыю-восетановк-телънуго систему в дециловом спирте в широком диапазоне рН равновесного водного раствора. Причем двухкратный избыток ТВг- обеспечивает наибольшие коэффициенты распределения { & Ъ ЮО) ачизарила и четнрохкратшш избыток - лейкоаллзарина в системе деканол-вода. Показано, что броши тетрадецилашония связывает aimomi, образующиеся при диссоциации HgU, и П^Я, в незаряженные соединения согласно уравнения!i (6) и (7).

Отспслошгко Формм редокситов на основе хинона, броманила и их восстановленных форм практически не переходят в равновесный водный раствор при изменении рН последнего от -I до .10. Установлено, что в равновесные с фазой рэдоксита водные растворы с рН ¿ 6 гидробромашл и гидрохинон (IlgR.) практически не перераспределяются (o¿ « ICO). При увеличении р!1 равновесного водного раствора наблюдается поткение значений об вследствие диссоциации протоно-гешшх групп в органической фазе и образования ионизированных форм НОГ и К*--. При рЯ равновесного водного раствора больше 10 органическая фаза теряет свойства редоксита ( с£ < 20).

Поскольку рабочее вещество редоксита долото обратимо окислять- 135 -

ся и восстанавливаться, в диссертации приведены данные об исследовании обратимости редокс-систем анизарин-лейкоализарнн,хинон-гидрохинон и броманил-гвдроброманил в дециловом спирте и трибутил-фосфате. Обратимость редокс-систем установлена потенциометрически, полярографически и методом поляризационных кривых.

3.6. Электрохимические свойства мембран, содержащих ионит и редоксит в условиях объемного равновесия*^

Корректность термодинамического описания взаимосвязи окислительно-восстановительных, яротолитических и ионообмонннх свойств систеда жидкий редоксит с протонодонорннми группами-воднкй раствор в виде уравнения окислительного потенциала установлена путем экспериментального изучения ализарпнатного гладкого редоксита и жидких редокситов хинон-гидрохинонного типа.

Алкзашнзтный жшасий редоксит представлял собой раствор ре-докс-систеш ализарчн-лейкоализарин и бромида тетрадециламмония в дециловом спирте. Экспериментальное исследование'зависимости У -рН ализаринатного жидкого редоксита при С(0)= С"<м и ,£т!г\1«сам1 : показало, что кривая этой зависимости состоит из пяти прямолинейных участков с угловыми коэффициентами-^ .""уЬ, , -'у" , , О, причем первый имеет наибольшую протяженность, охватывая область рй 1+8,8. Б соответствии с уравнением (10) следовало ожидать реализации семи линейных участков. Наблюдаемое несоответствие объяо- ' нено одновременным протеканием обменных реакций по первой ступени окисленной и восстановленной форм редоксита ( К^"1 — Я . Показатели кажущихся констант обмена ализаринатного редоксита вычислены по уравяеят (II) и приведены в табл.7.

Теоретически ояидаемое влияние активности анионов В г-* в равновесном водном растворе и концентрацииТ6г в органической фазе на 0П проявилось на экспериментальной кривой У-рН ализаринатного редоксита в полном соответствии с закономерностями, которые следуют из уравнений (7-11). Значения К^'и К™ , найденные при различных концентрационных условиях, хорошо согласуются (см.табл.7).

Для нахождения константы обмена ализарина по первой ступени его диссоциации, которая не была определена методом окислительного потенциала вследствие близости значений К«'" и ,..и подтверждения потенциометрических данных применен спектрофотометри-

Получение надежных и воспроизводимых данных достигалось

путем проведения опытов в атмосферё очищенного аргона.

> ■

Таблица 7

Значения точек пересечения соседних линейных

■ участков кривой зависимости Ч>-рН ализаринатного редокеита и показатели ступенчатых констант обмена

Условия эксперимента

pH-t_(Uo X од

pK-L* од

tf = 1,0 (КВН

о 8,8 9,7 10,5 11,6 6,8 7,7 0,5 9,6 Сш= 1,2 ГО"2 U

3 = 0,1 (КВН

СтВг I-2 10"2 »

Я = 1,0 ( К&Н

о 8,2 9,1 9,8 10,9 6,9 7,0 8,5 9,6

CTb¿f 1,8 10 М

,2 .. 7,9 8,8 9,6 10,7 6,8 7,7 8,5 9,6

ческий метод. Но изменении электронных спектров поглощения ализарина в дедиловом спирте ( а^ ,[Tbr]=_£0nsi )_при варьировании рН равновесной водной фазы определены рК^и р К^1 , причем значение помодней совпадает в пределах погрешности измерений с величиной р.к£» , определенной потенциопзтричоски.

Гидтсле релокп.чты хпчоп-гщщохинонного типа представляли собой раствори редокп-систем хиноп-гкдрохиноц или броманнл-гидробром-анил и катиопосбмонпика iígli в смеси деканол (96 об.%) - трибутил-фосфат (4 ой.%). Исследование зависимости V-pH указанных редокси-тов при см а с Сг) и [н2й"] , r;.1 (í.1 = Са2+, Ug2+) = const показало , что кривая этой зависимости состоит из двух линейных участков с угловыгти коэшТищиептагш, близкими к -V и . Геторопротолити-ческая диссоциация восстановленной форг.и редокситов при увеличении рН равновесного водного раотвора представлена в виде:

(15)

на" + н3о++ на"+ н5о+

+ Hlo"

а2" + нао+

de)

Й. На.0

Выведено уравнение окислительного потенциала, отра-кающее равновесия (15) и (16), из которого следует, что криват У-рИ должна состоять из' 3 прямолинейных участков с угловши коэфйицпенташ , и 0. Нерезлизация на экспернглентальных кривых третьего ли-

нейного участка объяснена значительным перераспределением Сс- . формы восстановленных состояний редокситов в равновесный водный раствор при больких ( £-10) значениях рН последнего, что подтверждается зависимостью коэффициентов распределения гидрохинона и гидроброманлла от рН равновесной водной фазы.

Изучение зависимости окислительного потенциала от рМ равновесного водного раствора подтвердило вывод, следующий из уравнения окислительного потенциала, о независимости 0Л рассматриваемых жидких редокситов от активности катионов водной фазы (кроме Нойона) в условиях равновесия системы редоксит-раствор по всем распределяющимся ионам.

3.7. Оизико-хнмия редоксит-содоржащих мембран в

условиях граничного равновесия. Твердоконтактные ионоселективные мембранные электроды

Как показало выше, в условиях' граничного равновесия системы редоксит-содержащая ионообменная мембрана-водный'раствор, мембранный потенциал определяется лишь свойствами введенного ионо-обмэнника. Это условие реализовано путем создашм твердоконтакт-ных ИСЭ, удачная конструкция которых представляла собой нанесенную иа графитовый токоотвод пластифицированную поливинилхлорид-ную татрицу, содержащую редоксит и соответствующий ионообменник.

Тве р.чок он тает а катионоселективутое электроды. Разработаны: кальций-селективные электроды, мембраны которых в качестве кати-онообменника содержали кальциевые соли теноилтрифторацетона (Сайд) или моно-2-этилгексилфосфорной кислоты (Са£) с добавлением редокс-систем (0-Н2й); электрод на сумму катионов кальция и магния (рв-метрический), мембрана которого содержала кальций-магниевую соль ди-2-этилгексилфосфорной кислоты и редокс-систему Ог-И20ч

Сравнительным изучением твердоконтактных. и обычных мембранных рСа и р5 -метрических электродов с жидкостным заполнением установлена практическая неотличимость следующих основных ионоселек-тивных характеристик обоих видов электродов: электрическое сопротивление, область линейной функции с близким к теоретическому угловым коэффициентом, время установления стационарного потенциала, влияние рН на линейную функцию и коэффициенты ионной селективности.

Воспроизводимость потенциалов параллельных опытов и при проведении измерений в один и тот -же день составляла величину -2 мВ. Установлено, что потенциалы твердоконтактных электродов независи-

но от природы понообменника и редокс-систеш мембраны в первые 10-12 дней возрастают па 15-18 iö, а затем стабилизируются и в растворе с постоянной концентрацией CaCl2 (CaCIg + оста-

ются практически постояннтш (-3 мВ) в течение 3-6 месяцев. Возрастание электродных потенциалов обусловлено, видимо, частичным окислением восстановленной форг.и введенной в мембрану редокс-системн, а последующим стабилизация - сохранением постоянства соотиопешгя концентраций С (о) ; Ctr-i

Тр.ердсконтактнно гщдочоседоктивнио элсктродц. Разработаны перренат-, кодвд- и бро!.гддсплсктпЕШЗ мсктроды, мэг.бранн которых содержали ппионообменнпк (соответствующие соли тетрадециламмопия) и обратимую редокс-еистсму ализарпн-лейкоализарин или хинон-гид-рохпношгого типа. Сравнительное изучение твердоконгактннх и сбыч-'пнх мембрагамх электродов с лндкостшк заполнение!.! показало близость или полное совпадение (в случае коэффициентов селективности) соответствующих иокоселектпвнпх характеристик.

Вроттид— и иодидселектнвные электроды на основе ализаринатно-' го редоксита отлотачись нестабильностью потенциала ео времени * вследствие постепенного окисления лейкоализарина кислородом воздуха, что затрудняет их использование. Зтот недостаток устранен заменой в составе мембраны редокс-снстеш I^'S—Н^Я. на редохс-сис-темы Q-I^O.. Изменение во времени и воспроизводимость потенциалов анионоселектившх твердоконтактных электродов, мембраны которых содержали редокситы хннон-гядрохинонпого типа, была такой не, что и у твердскоитактнцх катионоселектшзних электродов,

3.8. Влияние окислительно-восстановительных систем водного раствора на характеристики твердоконтактпых электродов

Влияние окислителыю-восстановительтос систем изучено изме-' рением потенциалов твердоконтактцнх электродов в смешанных раст-Еорах, содержащих соответствующий потенцкалспредэляицпй ион и ионы Ре(П) или £е(И). Установлено, что вое твердоконтактше 11СЭ, мембраны которых содержали редокситы хикон-гидрохинонного типа, в градуировочннх растворах,' приготовленных на фоне 1,0 10~Д РеС^, сохраняли ионную функция, близкую к теоретической. В то не время в смешанных растворах, содержали соотБетствуюзщй потенци-алопределявдий ион и ион Ре(Ш), потенциалы электродов возрастали на 25-30- мЗ за IC0-I20 минут их пребывания в растворе и тлели тенденцию к стабилизации..Подобный эффект наблюдался в смешанных растворах потенциалопределяющего иона и КМпО^. Выдеряка электро- 29 -

дов после этого в течение 1,5-2 часов в соответствующих стандарт-" них растворах и повторная градуировка показала сохранение ионной функции, но зависимости f-pX располагались на 15-20 мВ выше гра-дуировочных прямых электродов, не подвергнутых действию окислителей. Приведенные факты позеолямт сделать вывод, что внешние окислительно-восстановительные системы, не определяют потенциал токо-отвода, а изменят лишь соотношение концентраций окисленной и восстановленной форм редокеита.

ОСНОВНЫЕ выводу '

I. Исследованием комплексообразования дибензо-4-алкил-18-кра-ун-6, дибензо-4,13-дяалкил-18-яраун-6 и з',з"-диал1аи-ДБ18К6 в метаноле, дгоктилформамиде и водных растворах изопропилового спирта установлено, что увеличение числа СН2-групп в заместителя:-: ДБ18К6 обусловливает пониление устойчивости комплексов с катионами щелочных металлов.

. 2. Конформационное исследование и квантово-химический расчет энергий взаимодействия катиои-ткроцикл указанных производных ДБ-I8K6 показали, что введение углеводородных заместителей как в мак-роцихлическое кольцо, так и в бензольные кольца не создает стери-ческих препятствий взаимодействию катпон-макроцикл и практически не изменяет энергию этого взаимодействия.

3. Методом Мойте Карло проведено исследование эффектов гидратации калиевых и натриевых комплексов алкилпроизводных ДБ18К6. Показано, что экспериментально-наблюдаемое уменьшение констант устойчивости металлокомплексоп алкилпроизводных краун-эфиров при увеличении числа СН2~ГРУЛП в углеводородных заместителях связано с изменением энергии гидратации комплексов. Качественные выводы, вы--текающие из рассмотрения водных растворов, справедливы и для спиртовых.

4. По значениям констант устойчивости комплексов хлоридов щелочных металлов с краун-эфирачл, различающимися числом атомов кислорода в макроцикле, найдены ряды селективности краун-эфиров в метаноле по отношению к иолам Ка-1", К*, Ki+, Cs+. Составы комплексов и избирательность комплексообразования интерпретирована с привлечением данных по структуре металлокомплекссв.

5. Изучение комплексообразования KCl и KSCS с дибензо-алкил-I8K6 в водных растворах IfflC показало, что возрастание устойчивости макрогопипгчеоких комплексов при понижении полярности растворителя

обусловлено как понижением энергии десольватации катиона, так и повышением энергии сольватации образующегося металлокомплокса.

6. Изучены ионоселективкые характеристики пластифицированных диоктилсебацинатом, диоктилфталатом или о-нитрофенилоктпло-вым эфиром ПВХ мембран, содержащих в качестве мембрано-активных реагентов алкилированные в бензольные кольца производные ДБ1БК6, ■ ДБ24К8 или ДБ30К10, а также производные ДБ18К6, алкилированные в макроцшслическое кольцо. Найдено, что лучшим пластификатором по-лившталхлоридных мембран на основе краун-эфиров является диоктил-себацинат. Установлено, что в растворах солей калия с липофилыш-ми анионами проявляется неполная калиевая функция, которая обращается в анионную в растворах с концентрацией соли I0_Im. . Причиной обращения ионной функции краун-содеряащих мембран является значительное уменьшение активности свободного комплексона L за счет образования комплексов [HL]+, которые не могут покинуть пределы мембраны и ведут себя как ашгоиообмснники.

7. Установлена высокая калиевая избирательность мембран на основе диэтил-ДБЗОШО, диэтил-, дипропил- и дибутил-ДБ18К6 и ди-бензо-4,13-диалк;и-18К6, которые применены для изготовления калий-селективных электродов.

8. Показано, что избирательность гетерогенной реакции кош-лексообразоваиия краун-эфкра с катионом па границе раздела мембрана-водный раствор является необходимым условием селективного транспорта этого катиона через мембрану. Избирательность же кра-ун-содерчшцих ионоселектчвннх мембран определяется селективностью стадии переноса экстракции катионов через границу раздела мембра-на-водннй раствор.

9. Теоретически рассмотрены условия реализации ионной функции мембраш, содержащей ионит и редоксит. Показано, что состояние оо'ъеппого равновесия системы ионообменная редоксит-содержащая мембрана-водный раствор по всом распределяющимся частицам обеспечивает водородную функцию, а состояние граничного равновесия -ионную функшяо мембраны. Водородная функция мембраны реализуется за счет свойств редоксита, а ионная функция задается природой ионообменника.

10. Дано термодинамическое описание окислительно-восстановительных, протолитических и ионообменных равновесий в гетерогенной системе жидкий редоксит с протонодонорными rpy.nnai.ra - водный раствор. Экспериментальное-исследование совокупности равновесий в сис- . темах алпзаринатшй жидкий редоксит-всдный раствор и редоксптов

типа хпнон-гкдрохшюн-водный раствор показало полное соответствие" термодинагвгсеского описагаи с экспериментальными кривым! частных зависимостей окислительного потенциала от концентрационных переменных.

II. На основе редоксит-содержащих мембран разработаны и изучены поноселективные характеристики твердоконтактных электродов, селективных к катиону кальция и к сумме катионов Са2+ и Mj , к анионам 3" и Ьг- . Сравнительным исследованием свойств

твердоконтактных и соответствующих ИСЭ с жидкостным заполнением показаны преимущества и недостаток разработанных твердоконтактных электродов.

Основные материалы диссертации опубликованы в работах:

1. Никольский Б.П., Поров И.К., Пальчевский B.D. и др. О взаимосвязи окислительно-восстановительных, кислотно-основных и ионообменных свойств редокситов// Докл. АН СССР-, 1975, т.221,

й 4,'с.888-691.

2. Никольский Б.П., Норов Ш.К., Пальчевский В.В. и др. Определение констант ионного обмена ¡.гадких иопитов с помоар>ю кислотш-ос-новных индикаторов// Расш.тез.докл. П-го Всесоизп, симпозиума по термодинагшке ионного обмена. Минск, Наука и техника, 1975, с.81-83.

3. Норов Ш.К., Пальчевский В.В., Пендип A.A. Спектрофотометрлчес-кое изучение протолитической диссоциации в малополярных средах// Вестник ЛУ, сер. химии л физики, 1975, й 22, с.147-149.

4. Норов Д1.К., Пальчевский В.В., Пендан A.A. Окислительно-восста-ноЕйтелыте, протолптические и ионообменные свойства жидкого редоксита// Взаимодействия в растворах окислительно-восстано- 1 вптельных систем/ Под ред. Б.П.Никольского - Л. ,• ЛГУ, 1977,

с.137-144.

5. Норов П.К., Пендин A.A., Пальчевский В.В. Ализаринатный жвдкий редоксит// Там же, с.137-144.

6. Норов Ш.К., Пальчевский В.В., Пендан A.A. Условия реализации ионоселективной функции электрода на основе жидкого редоксита с протонодокорными группами// Таги же, с.161-169.

V. Норов Ш.К., Пальчевский В.В., Пендин A.A. Броглшшй и иодидннй

электроды// Там же, с.170-174, 8. Норов П.К., Пальчевский В.Б.., Гуреев E.G. Пленочные мембранные электроды, селективные к перрен'ат-иону// Е.аналит.химии, 1977, Т.32, JP 12, с.2394-2397.

- з;: -

9. Норов U.K. Применение обратимых окислительно-восстановительных систем в ионоселективных электродах. Реф.докл. на Научном Совете по Аналитической химик ЛП СССР// К.аналит.химии, 1977, 1.32, № 9, C.IG70.

10. Норов Ш.К., Салихбаев К.Т., Шерматов Е. Ноиоселективше электроды в почвенно-мелиоратиишх исследованиях// Cd органе научных . трудов Среднеазиатского НИИ ирригации и мелпорацип/ Таюсепт, I97R, вып.153, с. 76-83.

11. Норов И.К., Гуреев Е.С., Таимухамедова А.К. Пленочные калиевые электрода на оснобв макроцшишческих полиэфиров//Электрохимия, I97G, т.14, Ü 10, с.1615. Деп. Уе 2045-70.

12. Норов Ш.К., Ташмухамедова А.К., Гуреев Е.С. Калий-селективный электрод на основе дибензо-24-краун-8// Электрохимия, 1979, т.15, вып.6, с.943. Деп. № 196-79.

13. Норов 111.К., Пальчевский В.В., Пендип A.A. Ионоселектившо электроды без растворов сравнения// Электрохимия, 1978, т.14, й 10, с.1613. Деп. Й 1935-70.

14. Норов Ш.К., Вартанова О.Г. Кальциевый электрод без нидкостно-го заполнения// Электрохимия, I960, т.16, J5 9, с.1292-1297.

15. Норов Ш.К., Вартаноза О.Г., луг.саев С. и др. Селективный к ионам кальция пленочный электрод на основа моно-2-этилгекеил-фосфорной кислоты// К.аналит.химии, 1979, т.34, И 5, с.892-895.

16. Норов Ш.К., Вартанова О.Г. Кальций-селективный олектрод без внутреннего раствора сравнения// М.аналит.химии, 1979, т.34, Л 8, с.1500-1504,

17. Норов Ш.К., Аронбаев М. Применение ленэезлектизных электродов при анализе технологических растворов в гидрометаллургии// Цветная металлургия, 1978, й 20, с.40-41.

18. Норов Ш.К., Тапмухамедова А.К,, Сайфудлкна НДС. Калий-специ-'

фичныз электроды на основе макрощшпяееккх полиэфиров// З.ана-

лит.химии, 1982, т.37, !Ь 2, с.222-225.

19. Норов Ш.К., Паприев H.A., Аронбаев Д.!.!. Применение ИСЭ для анализа технологических и сточных растворов гадрометаллурги-ческого производства// Электрохимические методы анализа. Тез. докл. Всесоюз. конф. - Тсмск, 1981, ч,1, с.117-118.

20. Норов Ш.К., Паприев H.A., Подиев У.П. Калиевые электроды на осново какроциклических полиэфиров// Там же, ч.П, с.75.

21. Норов Ш.К., Паприев H.A., Вартанова О.Г. Катпоноселектяшше электроды без внутреннего раствора сравнения// Ионоселектив-ны9 электроды и ионный транспорт. - Л. Наука, IS82, с.69.

3.3ак.360/р • ' - 33 -

22. Норов Ш.К., Ташмухаиедов Б.А., Паприев H.A. и др. Ионофорные свойства и комплексообразование некоторых макроцикличе ских полиэфиров// Таи же, .с.70-71.

23. Ташмухамедов Б.А., Намаджаноз Л., Норов Ш.К. и др. Исследование ионофорной активности новых краун-эфиров// J. Всесоюзный биофизический съезд: Тез.докл. - М., Наука, 1982, т.1, с.205.

24. Норов Iii.К., Паприев H.A., Ташухамедов Б.А. и др. Исследование кошлэксообразования макроциклических полиэфиров с хлоридам щелочных металлов// Биоорг.химия, 1983, т.9, Гв 10, с. 14291434.

25. Норов Ш.К., Мамадаанов Л.М., Ташмухамедов Б.А. и др. Электродные свойства мембран на основе диалкилпроизводных дибензо-18-краун-6// Е.аналит.химии, I9C4, т.39, .4 4, с.613-616.

26. Норов Н.К., Мамадааиов Л.М. Свойства ионоселективных мембран на основе диалкилпроизводных дибензо-10-краун-б// П Всесоюз. конф. по химии макроциклов: Тез.докл.- Одесса, I9S4, с.181.

27. Korov ShX,Tashmukh.(xmedova А.К., Mamedtcmav L. Some cuctopoEuethere comptextag. properties / Posters g» Lecture Ав$4г pJ 3 Europ Sump, on Macrncycfc.

Cemp. -Jttrluig', 1964, B-5S

-28. Норов И.К., Вартанова О.Г., Паприев H.A. Электрод для определения суммы катионов кальция и иагшш без внутреннего раствора сравнения// д.аналит!химии, 1984, т.39, № 5, с.813-816.

29. Норов Ш.К. Взаимосвязь комплексообразующих экстракционных и ионофорных свойств краун-эфиров// Электрохимические штода анализа, П Всесоюз. конф. Тез.докл. - Томск, 1985, чД, сДС2.

30. Норов Ш.К., Вартанова О.Г., Гуламова М.Т. Твердоконтактный калыщй-сэлективный электрод//Е.штлят.химии, 1986, т.41, 0.I36I-I384.

31. Йвгт> &h.K. IoM-eeiectiHe etectrade& Based . on crown -others / A|$tr. of Internat. Sjmp. он £tettrn-Qttotjjtee y Seweorfc- fiordiH, «if, paper 9.

32. Норов Ш.К. Взаимосвязь комплексообразующих, экстракционных и мем5 рано-активных свойств краун-эфиров// Е.аналят.химии, 1987, Т.42, » 3, с.429-435.

33. Синтез, мембрано-активные свойства и биологические эффекты крауя-эфироэ// Б.А.Ташмухамздов,. А.И.Гагельганс, А.К.Ташмуха-иедова, У.З.Мирходжаев, Ш.К.Норов; Под ред. Б.А.Ташухамедо-ва. - Таикент: Фан (Наука), 1987. - 294 с.

34. Норов Ш.К., Гуламова М.Т., Норова Г.М. Электродные свойства мембран, модифицированных краун-эфирами// I Респуб. конф. Мембраны и мембранная технология: Тез.докл. - Киев, 198?, с.35-36.

35. Снакин В.В., Норов И.К., Ниязханов Т.Н. и др. Влияние температуры на потенциал ИСЭ при анализе почв// Ионометрня в поч- • поведении - Пущино, ОНТИ, 1987, с.25-31.

36. Иоров Ш.К., Гуламова М.Т., Пуков А.Ф. и др. Электродные характеристики мембран на основе производных дибензо-18-краун-6//2.аналит.хишщ, 1988, т.43, 1; 6, с.986-991.

37. Хуторский В.Е., Варнек A.A., Норов Ш.К. и др. Влияние сольва-тационных эффектов на устойчивость комплексов диалкил-дибен-зо-18-краун-6// Докл. АН СССР, 1988, т.301, И 4, с.917-920.

38. Варнек A.A., Норов Ш.К., Глебов A.C. и др. Конформационные особенности, электронное строение и комплексообразующая спо-. собность алкилпроизводшх ряда краун-эфмров// Ш Всесоюз.конф. по химии и биохимии макроциклических соединений.: Тез.докл.- ■ Иваново, 1988, ч.1, с.37.

39. Норов Ш.К. Взаимосвязь комплексообразующнх и мембрано-ахтив-ных свойств краун-эфироа// Там ке, ч.1, с.89.

40. Норов И.К,, Гуламова М.Т. Мембрано-активнне свойства алкшш-рованных в макроциюическое кольцо производных ДБ18К6// Там же, ч.1, с.90.

41. Варнек A.A., Глебов A.C., Норов Ш.К. и др. Исследование комп-лексообразования диалкилпроизводных ДБ18К6 с щелочными металлами методами молекулярной механики й квантовой химии// Ко-орд.химия, 1989, т.15, № 6, о.740-746.

42. Варнек A.A., Глебов A.C., Норов Ш.К. и др. КонформационныЙ анализ диалкилпроизводных дибепзо-18-краун-6// Докл. АН УзССР, 1989, & 2, с.40-44.

43. Варнек A.A., Норов Ш.К., Глебов A.C. и др. Анализ ион-шлеку- . лярных взаимодействий в системе краун-эфир-катион щелочного металла//Докл. Ж УзССР, 1989, JS5, с.42-45.

44. Норов И.К., Гуламова И.Т., Цивадзе A.D. и др. Комплексообразу-вдне свойства алкилпроизводных дпбензо-18-краун-б// Докл. АН УзССР, 1990, № I, с.38-41.

45. Норов Ш.К., Цивадзе А.Ю., Качкурова И.Я. и др. Изучение кош-лексОобразования в растворах ионов щелочных металлов с ДБ18К6

и его производима// Х1У Менделеевская съезд по общей и прик- . ладной химии.-Ташкент, 1989: Рефераты докладов и сообщений, т.1, с.83, И., Наука, 1989.

ЗХ. - 35' -