В.П. Васильев - Аналитическая химия, часть 2 (1108733), страница 70
Текст из файла (страница 70)
Для ускорения процесса иногда анализируемый водный'раствор нагревают вместе с реагентом, чтобы прошло комплексообразование, а затем после охлаждения экстрагируют Существенное влияние на скорость эксгракции оказывает природа органнческого растворителя. Отмечено, в частности, что во многих случаях быстрее экстрагнруют те растворители, в которых растворимость реагента меньше. Например, раствори мость ацетилацетона в тетрахлориде углерода почти на порядок меньше, чем в хлороформе.
Равновесное распределение ацетнлацетоната железа (Н1) в системе СС!,— НТО достигается примерно за 30 мни, а в системе СНС13 — Н~Π— за 3 ч. Различие в скорости экстракции используется для разработки методик разделения элементов. Известно, например, что дитизонат ртути экстрагируется хлороформом очень быстро (за 1...2 мин), а дитизпнат меди — медленно. Это различие в скоростях экстракции евставило основу методики их экстракционного разделения НЕНИЕ проводят разделение ие примесей и очистку проведения экстракцнториях обычно испольой работе применяется их с данным экстрагенх экстракции, в значения, применяют введемплексы с компонента- , позволяющей предвнь разделения, является дит экстракция разных анализе смеси Газ+, раствором 8-оксихнно- рН.
Ион Гез+ экстрадо 10,0), нон А!3+ -- в 5,5...10,0. Практически н А1зй -- при рН5,0 и оводят разделение при 309 ТЬ.Е. ПРАКТИЧЕСКОЕ ПРИМЕ С помощью экстракционных методик ;))~'-.;,;";.;::: '-, Элементов, относительное концентрирован ,'-~~~"::;;;,-,': основного компонента от примесей. Для "; р:,"„",..., оиных разделений в аналитических лабора '~,'.',:,-:зуют делительные воронки. В препаративн .:,.=;~;:;::; - тйкже методика противоточной экстракции ,.
Для разделения элементов, реагирующ „~~.".„":„тпм, используются различия в константа ,":~:,":;:"::,, 'пнях рН, при которых происходит экстрак "„:~~!::-:;,„=Ние.специальных веществ, образующих ко :!~~~':-';:":"::,';мк смеси, и т. д. Удобной характеристикой :;:~~,";.,'::,":::"'деть' и количественно оценить возможност ' ~!',::.:::кдо э ф ф и ц и е н т о б о г а щ е н и я. -;; Различия в рН, при котором происхо ~~;„"-";:.'::':элементов, используются, например, при :~~~1~"',",":,:-'"'!';::.::А! +, Мп'+. Все эти ионы экстрагируются -~"%-,.',,.!'-.„ляиа,в хлороформе при разных значениях ::~:,'"=Ъ!~!!!! г1ируется в широкой области рН (от 2,0 ,'~~~~;:;!::.
-'вблйетн рН 4,5...11 и Мп~" — при рН Ге~+ извлекается при рН 2,5 .3,0, ио ябн Мпзе — при рН 10,0. Аналогично пр экстракции дитизоном, ацетилацетоном и другими реагентами. При разделении в галогенидных системах используют зависимость экстрагируемости от концентрации галогенида. Так, например, в хлоридной среде Со е в виде СоС144 легко отделяется от 14Р ~, хлоридные комплексы которого малоустойчивы, Своеобразен метод промежуточного элемента, когда в анализируемую систему вводят специальный элемент, экстрагируюшнйся хуже, чем определяемый, но лучше, чем мешающий.
По этой методике отделяют, в частности, олово от нескольких десятков мешающих элементов введением цинка, который препятствует экстракции более чем 60 элементов, ио не влияет на экстракцию олова. Нередко эффективным оказывается применение реэкстракции, т. е. процесса обратного извлечения вещества из органической фазы в водную.
Водные растворы для реэкстракции подбирают таким образом, чтобы извлечение нз органической фазы было селективным. Например, при обработке раствора дитизонатов свинца, цинка, железа и меди в СС1, 0,4 М раствором НС1 из органической фазы извлекается только цинк, при обработке 4 М раствором НС1 в водную фазу переходит и свинец. Железо и медь остаются в органической фазе. Широко применяется экстракция и для абсолютного и относительного концентрирования микропримесей. А б с о л ю т н о е к о н ц е н т р и р о в а н и е достигается за счет меньшего объема органической фазы по сравнению с исходным объемом водного раствора.
Под относительным концентрирова. н и е м понимают увеличение концентрации приместей по отношению к содержанию основного компонента. Оно сводится к селективной экстракции примесей или (реже) экстракции макро- компонента. Существенное значение имеет методика последующей работы с экстрактом. Особой интерес вызывают аналитические методики, в которых органическая фаза используется непосредственно для количественного определения.
Концентрацию окрашенного компонента в экстракте можно определить фотометрически, содержание радиоактивного элемента — по его радиоактивности. Используют также полярографию, эмиссионную спектроскопию, атомно-абсорбционные методы и т. д. 16.9. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА МЕТОДА Экстракция является весьма эффективным методом разделе ния и концентрирования, особенно при отделении микрокомпо пента смеси от больших количеств других веществ.
Существен иым достоинством экстракционных методов является их быстро та. Для проведения разделения обычно бывает достаточно не скольких минут и, как правило, кроме делительной воронки ии какой другой аппаратуры не требуется. Широкий выбор экстрак цноиных реагентов и растворителей позволяет подобрать апти З|О мальные условия селективного выделения того или иного компонента практически из лкзбой смеси. Нередко экстрагированное соединение окрашено, что позволяет непосредственно использовать экстракт дпя количественных фотометрических определений микрокомпонента. Известно также эффективное использование экстракционных методов в технологии цветных и других металлов. Крупные успехи в анализе микрокомпонентов достигнуты в 'значительной степени благодаря применению экстракционных методик, которые продолжают интенсивно развиваться и совершенствоваться.
Вопросы !. В чем сущность метода экстракции? Записать уравнение, Которому подчиняется распределение вещества между несмешивающимися растворителями 2. Дать определения понятий: коэффициент распределения, -;4 константа распределения, константа экстракции, степень (фак тор) извлечения, коэффициент разделения, фактор обогащения 8. Вывести уравнение для расчета числа экстракций, необ ходимого для достижения заданной степени извлечения 4.
Назвать органические растворителя, наиболее часто используемые в методах экстракции 5. Что характеризует возможность разделения двух веществ методом экстракции? 8, Назвать основные типы соединений, в виде которых экстрагируются ионы металлов. Привести примеры 7. Указать, какие элементы чаще всего экстрагируются в ,"~~:;::;:;-",:: виде: а) ацетилацетонатов; б) дитнзонатов; в) диэтилдитио- кзарбаматов; г) купферонатов; д) оксихинолинатов ','к 8. Какие факторы оказывают влияние на экстрагируемость и ,~-;;::!;, полноту экстракции? 9. Факторы разделения муравьиной и серной кислот состав- ',,'-~.::;::,.,'анют 15, 648 и 3864 соответственно в растворителях и-амило;;'--:1,",*;:;::,':,1 =,:дом' спирте, диэтиловом эфире и метилизобутилкетоне. Какой !<':....',:,' 'Нз растворителей обеспечит более полное разделение указанной 4!.':::::..::смеси кислот? ,'- !9, Из растворов азотной кислоты равным объемом диэти;;-'.«"=':-';,':",'' попого эфира экстрагируется 80% Се (1Ъ') и 0% ТЬ (1Ъ") в 4 М ~~.".;-'-!!!::НЫОз', 95% Се (!Ъ) и !8% ТЬ (1Ъ) в 6 М НЫОз', 96% Се (!Ъ) ~~~~':,,'--',..'и 35% ТЬ (1Ч) в 8 М НЫоОз.
При какой концентрации НЬ!Оз :,"9'::.' !збеспечивается отделение экстракцней Се (1Ч) от ТЬ (1Ъ')? 11, Известно, что ионные пары более устойчивы и растворимы ~~!~~.;! '; 'а' среде с низкой диэлектрической проницаемостью е Какой ;-;ч:,.-;.",':.;Рвстворитель обеспечит лучшую экстрагируемость ионной парьг ~".-;.~,::;::;:::(а) вода, а = 80; б) ннтробензол, з = 35; в) изоамиловый спирт, 1Вз„:,",'.")~,:В:=' 15; г) диэтиловый эфир, е = 4? 311 12. Для разделения двух ионов металлов А и В, образующих с одним и тем же лигандом Н). комплексы АЕа и В)-т, константы их устойчивости должны различаться в 10в раз и более К,а кона роль рН и маскирующих агентов в обеспечении этого условияр 13. В чем сущность методов концентрирования: а) с экстракцией мнкропримесей; б) с экстракцией макрокомпонентау 14, В чем сущность реэкстракции определяемого вещества в водную фазур 15.
Каковы достоинства и недостатки методов зкстракцииу 1. Определить степень извлечения и понижение концентрации в водной фазе за одну экстракцию при встряхивании 50,0 мл раствора 0,5 М по ГеС14 и 5 М по НС1 с 5,0 мл диэтилового эфира, если коэффициент распределения геС1а в системе эфир— вода в этих условиях сос!авляет 17,6. Рассчитать число последовательных экстракций, необходимых для доведения концентрации Ееаь в водной фазе до 5-10 ' моль/л. Степень навлечения )с и снижение концентрации ИеСЬ в волной фазе аа одну вкстракцню !с,) вычисляем по формулам: 1,тт э Подставляя данные условия задачи, получаем 17,6 Й = — ' 100 % = 63,8 %; 50 !7,6+— 5 50 с< = 0,5 = О,!8 моль)а.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
