Концентрирование ионов металлов орто-амино-озо-орто'-окси-комплексообразующими сорбентами и гумусовыми кислотами

Концентрирование ионов металлов орто-амино-озо-орто'-окси-комплексообразующими сорбентами и гумусовыми кислотами

Автор: Кичигин, Олег Владимирович

Шифр специальности: 02.00.02

Научная степень: Докторская

Год защиты: 2006

Место защиты: Воронеж

Количество страниц: 374 с. 3 ил.

Артикул: 4665324

Автор: Кичигин, Олег Владимирович

Стоимость: 250 руб.

Концентрирование ионов металлов орто-амино-озо-орто'-окси-комплексообразующими сорбентами и гумусовыми кислотами  Концентрирование ионов металлов орто-амино-озо-орто'-окси-комплексообразующими сорбентами и гумусовыми кислотами 

Содержание
СОКРАЩЕНИЯ И ОБОЗНАЧЕНИЯ.
ВВЕДЕНИЕ.
ГЛАВА 1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ ИССЛЕДОВАНИЯ СОРБЦИОННЫХ И КОМПЛЕКСООБРАЗУЮЩИХ СВОЙСТВ ПОЛИМЕРНЫХ СОРБЕНТОВ И ГУМУСОВЫХ КИСЛОТ ПРИ КОНЦЕНТРИРОВАНИИ ИОНОВ МЕТАЛЛОВ
1.1. Исследование зависимости рНтах выхода комплекса от констант диссоциации, гидролиза, кислотности среды и химизма комнлексообразования.
1.1.1. Расчет равновесных концентраций органических лигандов и ионов металлов в средах с различными значениями
1.1.2. Равновесные процессы в водных растворах ионов металлов.
1.1.3. Аналитические системы, в которых возможно монотонное возрастание концентрации комплекса.
1.1.4. Аналитические системы, имеющие максимум на кривой зависимости концентрации комплекса от кислотности среды
1.1.5. Аналитические системы, в которых возможно образование плато на кривой зависимости концентрации комплекса от кислотности среды
1.2. Исследование химизма комплексообразования на основе определения числа выделяющихся ионов водорода.
1.3. Изучение комплексообразующих свойств органических реагентов предпосылки к исследованию более сложных аналитических систем.
1.4. Сорбционные методы концентрирования микроэлементов при
их определении в объектах окружающей среды.
1.4.1. Концентрирование на активированных углях
1.4.2. Концентрирование на неорганических соосадителях
1.4.3. Соосажденпе на органических коллекторах
1.4.4. Сорбция на модифицированных минеральных носителях, синтетических ионообменнпках и волокнистых сорбентах
1.4.5. Сорбция на полимерных комплексообразующих сорбентах
1.5. Ионное состояние VI, IV, III, IV, i, II, iII
и II в объектах окружающей среды
1.6. Комплексообразующис свойства гумусовых кислот
ГЛАВА 2. ВЛИЯНИЕ КОНСТАНТ ДИССОЦИАЦИИ ОДНО И ДВУХОСНОВНЫХ ОРГАНИЧЕСКИХ ЛИГАНДОВ И КОНСТАНТ ГИДРОЛИЗА ИОНОВ МЕТАЛЛОВ НА ИНТЕРВАЛЫ ОБРАЗОВАНИЯ КОМПЛЕКСОВ.
2.1. Описание аналитических реакций органических лигандов с ионами металлов, гидролизующимися но одной и двум ступеням.
2.2. Исследование влияния констант диссоциации органических лигандов на рНшах комплексообразования ионов трех валентных металлов
2.3. Исследование влияния констант диссоциации органических лигандов на рНтах комплексообразования ионов металлов, гидролизующихся по четырем ступеням
2.4. Теоретическое исследование комплексообразования ионов металлов с органическими реагентами.
ГЛАВА 3. ОБЪЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И МЕТОДИКИ ЭКСПЕРИМЕНТА.
3.1. Используемые сорбенты, реактивы, аппаратура
3.2. Методика изучения оптимальных условий сорбции элементов.
3.2.1. Определение оптимальных сорбции VI, IV, I,
IV, II, II, iI и II полимерными хелатными сорбентами
3.2.2. Влияние времени и температуры
3.2.3. Определение сорбционной емкости сорбентов по изучаемым элементам
3.3. Изучение избирательности аналитического действия сорбентов
3.4. Исследование физикохимических свойств полимерных ортоаминоазоортоокси комплексообразующих сорбентов
3.4.1. Определение статической емкости сорбентов по иону натрия.
3.4.2. Потенциометрическое титрование сорбентов 5 .
3.4.3. Определение констант кислотноосновной диссоциации функциональны групп сорбентов
3.4.4. Определение констант устойчивости комплексов ионов металлов с полимерными хелатообразующими сорбентами
3.5. Методики исследования сорбционных и комплсксообразующих свойств почвенных гумусовых кислот
3.5.1. Объекты исследования. Основные реактивы и аппаратура
3.5.2. Определение оптимальных сорбции иУ1, ТЬ1У, СсШ, СиИ, СоН, 1 и БгО гумусовыми кислотами.
3.5.3. Изучение кинетики сорбции
3.5.4. Определение сорбционной емкости гумусовых кислот в отношении исследуемых элементов
3.5.5. Изучение кислотноосновных свойств гумусовых кислот
3.5.6. Определение условных констант устойчивости комплексов ионов металлов с гумусовыми кислотами
ГЛАВА 4. ФИЗИКОХИМИЧЕСКИЕ И АНАЛИТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПОЛИМЕРНЫХ ОРТОАМИНОАЗООРТООКСИ КОМПЛЕКСООБРАЗУЮЩИХ СОРБЕНТОВ
4.1. Кислотноосновные свойства функциональноаналитических групп сорбентов.
4.2. Константы Гаммста и кислотноосновные свойства сорбентов
4.3. Оптимальные условия сорбции 1ЛVI, ТЬ1У, Се1Н, IV,
СиН, СоИ, 1 и БгИ полимерными комплексообразующими сорбентами.
4.4. Степень извлечения элементов и коэффициент концентрирования
4.5. Условные константы устойчивости комплексов ионов металлов
с полимерными хелатными сорбентами.
4.6. Молекулярномеханические расчеты теплоты образования комплексов ионов металлов с ИКС и длин связи между иономкомплексообразователем и лигандом
4.7. Изотермы сорбции
ГЛАВА 5. ИССЛЕДОВАНИЕ ХИМИЗМА КОМПЛЕКСООБРАЗОВАНИЯ ОРТОАМИНОАЗООРТООКСИ ХЕЛАТООБРАЗУЮЩИХ СОРБЕНТОВ ПРИ КОНЦЕНТРИРОВАНИИ ИОНОВ МЕТАЛЛОВ. ПРОГНОЗИРОВАНИЕ КОМПЛЕКСООБРАЗУЮЩИХ И СОРБЦИОННЫХ СВОЙСТВ ПКС.
5.1. Определение числа вытесняемых при сорбции протонов.
5.2. Корреляции кислотноосновных свойств сорбентов с параметрами сорбции элементов
5.2.1. Корреляции между константами Гаммета и рН5о сорбции элементов
5.2.2. Корреляции между кислотноосновными свойствами сорбентов
и рН5о сорбции элементов.
5.2.3. Корреляции между рКдсорбентов и константами устойчивости иолихелатов.
5.2.4. Корреляции между рКон сорбентов и теплотой образования комплексов с ионами металлов АН.
5.2.5. Корреляции между рКон сорбентов и длиной связи между ионом комплексообразовагеля и лигандом
5.3. Зависимость рНтах комплексообразования от рКл функциональноаналитических групп сорбентов и рКг ионов металлов. Обос
нование предполагаемых схем хелатообразования.
ГЛАВА 6. РАЗРАБОТКА И ПРИМЕНЕНИЕ НОВЫХ МЕТОДИК КОНЦЕНТРИРОВАНИЯ И АНАЛИТИЧЕСКОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ иУ1, ТИПУ, СсШ, IV, СиН, СоН, 1 И 8гИ В ОБЪЕКТАХ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ.
6.1. Выбор объектов анализа и влияние макрокомпонентов на определение микропримесей.
6.2. Предварительная подготовка проб объектов анализа
6.3. Новые методики группового концентрирования и выделения СиН, СоИ и 1 с последующим их определением атомноабсорбционным методом
6.4. Новые методики индивидуального концентрирования и выделения иУ1, ТЬ1У, СеШ, IV и БгЩ из объектов окружающей среды с последующим их определением спектрофотометрическнм или пламеннофотометрическим методом
6.5. Использование разработанных методик при анализе объектов окружающей среды.
ГЛАВА 7. КИСЛОТНООСНОВНЫЕ И СОРБЦИОННЫЕ СВОЙСТВА
ПОЧВЕННЫХ ГУМУСОВЫХ КИСЛОТ
7.1. Оптимальные условия сорбции иУ1, ТН1У, СсШ, СиН, СоН, 4 и ЯгЦ гумусовыми кислотами.
7.2. Изотермы сорбции
7.3. Кислотноосновные свойства гумусовых кислот.
ГЛАВА 8. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ КОМПЛЕКСООБРАЗОВАНИЯ ПРИ КОНЦЕНТРИРОВАНИИ иУ1, ТЬ1У, СеШ, СиН, СоП, 1 И 8гИ ГУМУСОВЫМИ КИСЛОТАМИ
8.1. Определение числа вытесняемых при сорбции протонов
8.2. рНтах образования комплексов при концентрировании ионов мс
таллов гумусовыми кислотами.
8.2.1. Общий подход к расчетам рНтах образования комплексов ионов металлов с функциональными группами гумусовых кислот
8.2.2. Расчет рНтах образования комплексов Бг II с гумусовыми кислотами. Предполагаемые схемы комнлексообразования
8.2.3. Расчет рНтах образования комплексов 1 с гумусовыми кислотами. Предполагаемые схемы комплексообразования
8.2.4. Расчег рНтих образования комплексов Со II с гумусовыми кислотами. Предполагаемые схемы комплексообразования
8.2.5. Расчет рНтах образования комплексов ЫУ1 с гумусовыми кислотами. Предполагаемые схемы комплексообразования
8.2.6. Расчет рНтах образования комплексов СиП с гумусовыми кислотами. Предполагаемые схемы комплексообразования
8.2.7. Расчет рНтах образования комплексов СсШ с гумусовыми кислотами. Предполагаемые схемы комплексообразования
8.2.8. Расчет рНтах образования комплексов ТЬ1У с гумусовыми кислотами. Предполагаемые схемы комплексообразования
8.2.9. Пример прогноза сорбционных свойств гумусовых кислот на основе теоретического расчета рНтах комплексообразования
8.3. Условные константы устойчивости комплексов ионов металлов с гумусовыми кислотами
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ вТ.СГГ.,.
Сокращения и обозначения
ААС атомноабсорбционная спектроскопия
ГК гуминовая кислота
ГСО государственные стандартные образцы
ДВБ дивинилбензол
МНК метод наименьших квадратов
ПКС полимерные комплексообразующие сорбенты
СЕС сорбционная емкость сорбента
СЕыа статическая емкость по иону натрия для гумусовых кислот
СЕСца статическая емкость сорбента по иону натрия
ФАГ функциональноаналитическая группа
ФК фульвокислота
х.ч. химически чистый
ч.д.а. чистый для анализа
А адсорбция
а степень нейтрализации кислотных групп полимера
Р устойчивость комплекса
И концентрация ионов водорода, мольл
АН теплота образования
I ионная сила
Кг константа гидролиза
Кд константа диссоциации
Крав. константа равновесия
КуСТ константа устойчивости
длина связи
Ь лиганд
М ион металла
рНтах максимальное
рН0пг р I оптимальное
РН при степени сорбции
рКг рК гидролиза рКд рК диссоциации
рКон рК диссоциации гидроксильной группы И степень сорбции,
Кмакс максимальная степень сорбции,
3 степень полной нейтрализации кислотных групп сорбента
Введение
Актуальность


Механизм взаимодействия органических лигандов с ионами металлов может иметь самый разнообразный характер и зависит в значительной степени от состояния лиганда и иона металла в растворе, состава образующегося комплекса, его прочности, количества как замещаемых ионов водорода, так и количества ионов водорода, несвязанных гидроксильными группами металлоиоиа и целого ряда других причин. Концентрация образующегося комплекса определяется направленностью химического процесса, концентрациями исходных вешесгв и других продуктов реакции. Все изложенные факторы определяют ход кривой К . Результаты теоретического изучения систем на основе теории ионных равновесий могут быть успешно применены к конкретным аналитическим системам и стать надежной основой при выяснении характера комплексообразования, что и является целью настоящего исследования. Рассмотрим ряд аналитических систем в порядке их последовательного усложнения. Е рМ МцЕд. См, Сь общие концентрации металла и лиганда. Если существует такое значение И, при котором образуется максимальное количество продукта реакции, то производная в этой точке должна быть равной нулю. В результате дифференцирования и приравнивания к нулю первой производной, можно найти такое значение Ь, при котором на графике хк образуется максимум. См цхц и Сь ах ф 0. Таким образом, на графике хк не будет экстремальной точки . Начиная с некоторого значения Ь, кривая хИ приближается к плато. Чтобы рассчитать его начало, необходимо задать определенную степень связывания, например, металла в комплекс. Будем условно считать, что в комплекс не связана только доля металла у, дальнейшее увеличение приведет к увеличению концентрации комплекса, однако увеличение концентрации комплекса будет незначительным. Д тлсу1 тох . О а. Ь, начиная с которой кривая хИ приближается к плато. Г л , иа
. М аНЬ МмНЬа. Рассмотренные системы имеют ту характерную особенность, заключающуюся в том, что частица металла не участвовала побочных процессах и существовала в единственной форме, которая и является реакционноспособной. Иногда можно встретиться с такими случаями комплексообразования, при которых лиганд существует в единственной форме, а ион металла подвергается гидролизу по одной или нескольким ступеням. М аЬ МнЬа. Пь
Исследуем эту зависимость на x. Но это выражение в нуль не обращается ни при одном значении , т. Следовательно, для такой системы функция x не может иметь x, а концентрация комплекса будет непрерывно изменяться, и при некотором значении на графике хИ будем видеть приближение кривой к плато. ПЬ, Л2Ь2 0. М Н МОН Н, рМОН x. V Л. Ь1
. МОНк хЬ МОНкцЬа. Для этой системы
Таким образом, анализируя приведенные системы, можно придти к следующему выводу если реакционноспособная частица лиганда существует в единственной форме, и отсутствует диссоциация лиганда или протонизация аниона лиганда, а ион металла участвует в процессах гидролиза, то для такой системы, что отмечалось и ранее , отсутствует экстремальная точка на кривой хг. Такая же закономерность наблюдается и для систем, в которых частица металла существует в единственной форме, а лиганд в данном интервале диссоциирует по одной или нескольким ступеням. До сих пор мы рассматривали аналитические системы, в которых или лиганд или нон металла находились в единственной форме. В том случае, когда анион лиганда участвует в протонизации, а ион металла в гидролизе, становится возможным расчет , при котором образуйся максимальное количество комплекса, т. М кН МОНк кН, рМ аЬ МцЬа. ЬХЛкЬк ц2Лк1гку . Ш . I П . ЕIX а. ЬЛк 1 ЛкЬк 1У 0. М аНЬ МиН,Ьа. ХстЬ,Хт1кЬ аСТЬЛкЬк нкгкНкЬ 0. Таким образом, рассмотренная вторая группа аналитических систем, усложненная одновременно и протонизацией аниона лиганда и гидролизом иона металла имеет ту особенность, что кривая хк характеризуется наличием максимума, образующегося при определенной величине Ь, которая может быть найдена по соответствующим уравнениям. Представляет не меньший интерес рассмотреть такую аналитическую систему, в которой в результате взаимодействия иона металла с молекулой органического лиганда выделяется определенное количество ионов водорода. М аН,Ь МмН,. Ьа паН. Для такой системы расчет И может быть приведен по уравнению
0псу,Ь ,аЬ 0. ЕШ Н,Ц су. М аИ,Е МцН,пЬа паН.

Рекомендуемые диссертации данного раздела

28.06.2016

+ 100 бесплатных диссертаций

Дорогие друзья, в раздел "Бесплатные диссертации" добавлено 100 новых диссертаций. Желаем новых научных ...

15.02.2015

Добавлено 41611 диссертаций РГБ

В каталог сайта http://new-disser.ru добавлено новые диссертации РГБ 2013-2014 года. Желаем новых научных ...


Все новости

Время генерации: 0.720, запросов: 121