Тақырыбы: Химиялық талдауда органикалық реагенттерді қолданудың теориялық негіздері. Экстракция мақсаты
жүктеу/скачать 139,95 Kb.
|
14 сабақ практ
| Кемшілігі. Бұл сандық сипаттамалар фазалардағы компоненттердің концентрациясымен ғана анықталады, фазалардың көлемі еске алынбағандықтан, бұл теңдеу экстракциясы сандық жағынан толық сипаттамайды. Сондықтан экстракцияны толық сипаттау үшін экстракция дәрежесі немесе таралу факторы – R пайдаланылады.
R – органикалық еріткішпен экстракцияланған заттың жалпы мөлшерінің үлесін көрсетеді: . Жалпы түрде , мұнда - органикалық және - сулы фазадағы заттың тепе-теңдік концентрациясы; V0 және VB - сәйкес органикалық және сулы фазалардың көлемі. Бөлшектің алымы - органикалық фазадағы заттың мөлшері. Бөлшектің бөлімі – қосылыстың фазалардағы жалпы мөлшері. Экстракция дәрежесі немесе таралу факторы таралу коэффициенті арқылы келесі теңдеумен өрнектеледі: . Экстракция толық орындалу үшін келесі жағдайлар орындалуы қажет: 1) экстракцияланатын зат оргникалық фазада сулы фазаға қарағанда жақсы еруі керек; 2) зат зарядталмаған болу керек; 3) заттың молекулалық массасы үлкен болуы керек; 4) заттың молекуласында гидрофильді топтар (-ОН, -СООН) болмауы керек. Аналитикалық химияда пайдаланылатын экстракциялық жүйелер. Экстракцияланатын қосылыстардың табиғатына және экстрагенттің табиғатына байланысты жіктеледі. Экстракциялық жүйенің жіктелуі
Экстракция механизмі: 1. Физикалық таралу механизмі. Бұл механизммен еріткішпен химиялық қосылыс бермейтін ковалентті бейорганикалық қосылыстар экстракцияланады. Бұл қосылыстардың екі фаза аралығында таралуы Ван-дер-Ваальс күшімен болатын фазалық құбылыс. Мысалы Br2, I2, HgCl2 , HgI2, AsCl3, AsBr3, JeCl4 қосылыстарының СН3Сl және ССl4-пен экстракциясы. 2. Сальватты механизм. Бұл механизммен қосылыс органикалық еріткішпен сальват түзетін қосылыстар экстракцияланады. Мысалы т.б. иондардың МБФ-пен экстракциясы. 3. Гидратты-сольваттық механизм. Бұл механизммен жалпы формуласы Нх[Mαy] деп бейнеленетін комплекті металл қышқылдар және минералды қышқылдар экстракцияланады. Экстрагент - протонданатын еріткіштер. Олар спирттер, катиондар, жәй және күрделі эфирлер. Экстракцияланатын қосылыстар – гидраттанған және сольваттанған протондар - катиондардан және қышқыл аниондарынан тұрады. Мысалы, тұз қышқылының жоғары концентрациялы ерітіндісінен Fe(III), Sb(III) және Au(III) иондары экстракцияланады. 4. Иондық ассоциаттардың экстракциясы. Бұл мезанизммен органикалық еріткіштерде еритін аминдердің иондарымен қосылысы және бояғыш қосылыстардың күрделі аниондармен [SbCl6]-, [Zn(SCN)4]2- қосылыстары экстракцияланады. 5. Ішкі (хелатты) комплексті қосылыстардың экстракциясы. Көптеген хелатты қосылыстар суда нашар ериді, органикалық еріткіштерде жақсы ериді. Экстракция реакциясының теңдеуі . Экстракция константасы . Сулы фазадағы металдың концентрациясы [Mn+] және сулы фазадағы комплекстің түзілуін ескермесе және тең болса, онда немесе . Бұл теңдеуде таралу коэффициенті немесе экстракция дәрежесі қосылыстың органикалық фазадағы мөлшеріне және ерітіндінің рН-на тәуелді. Хелаттардың экстракциясына рН-тың әсері металдарды бөлуде кеңінен қолданылады. Экстракцияда жиі пайдаланылатын реагенттер дитизон, 8-оксихинолин, натрий дитиодиэтилкарбаматы, ацетилхинолин т.б. көпшілігі топтық реагенттер. Анықтау талғағыштығын ортаның рН-ын, реагент концентрациясын, органикалық еріткіштің табиғатын және жасыруды пайдалану арқылы арттыруға болады. Жасыру реагенттері ретінде ЭДТА, тартраттар, цитраттар, фторидтер пайдаланылады. Жиі пайдаланылатын комплекс түзуші – дитизон: . Дитизонмен комплекс түзетін катиондар: Ag+, Cu+, Hg2+, . Комплексондардың тұрақтылығы рН-тың мәніне қарай әртүрлі болады. Дитизон металдарды бөлуге және сандық анықтауда пайдаланылады. Дитизон комплекстерінде валентті және координациялық байланысуының түсі болады. Түс сандық сипаттамаларға жатады. рН-тың мәніне байланысты дитизон комплектерінің түсі ( ССl4 ерітіндісіндегі).
Әр элементті бірнеше әдіспен экстракциялауға болады. Әдістер талғағыштығымен ажыратылады. Металл иондарын экстракциялаудың оңтайлы жағдайын таңдау үшін экстракциялық қисық тұрғызылады. Экстракциялық қисық металл ионының экстракция дәрежесі R-дің рН-қа немесе лиганда концентрациясына тәуелділігі бойынша тұрғызылады. Суретте бірдей жағдайда тәжірибе нәтижесінде алынған екі түрлі ион хелатының экстракциясына рН-тың әсері бейнеленген. Металл иондарының экстракциялық қисықтары 1) қисықтан рН < 3 болғанда металл ионы толық экстракцияланады. 2) рН > 3,5 болғанда екінші металл ионы экстрациялана бастайды. рН = 3 - 3,5 аралығында иондар сандық түрде толық бөлінеді. Екі ион бірге экстракциялану үшін рН = 6 болу керек. Экстракция қисығының пішіні және жағдайлары ионның табиғатына, рН-қа және сулы фазадағы компоненттерге тәуелді. жүктеу/скачать 139,95 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|