Физико-химические параметры гидролиза ионов скандия, иттрия и лантана в присутствии ацидолигандов (SO42- , NO3- , Cl- , ClO4- )

• Автор: Кощей, Евгений Васильевич
• Шифр специальности: 02.00.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Оренбург
• Количество страниц: 183 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. СОСТОЯНИЕ ИОНОВ СКАНДИЯ, ИТТРИЯ, ЛАНТАНА И

ЛАТАЫОИДОВ В ВОДЫХ РАС ВОРАХ.

1.1. Общая характеристика элементов

1.2. Координационные свойства и гидратация ионов

1.3. Комплексообразование с некоторыми неорганическими лигандами

1.4. Кислотноосновные свойства гидратированных ионов

1.5. Методы исследования гидролиза.

1.5.1. Метод растворимости

1.5.2. Экстракция

1.5.3. Ионный обмен
1.5.4. Протонный магнитный резонанс ПМР.
1.5.5. Оптические методы
1.5.6. Электромиграция и кондуктометрия.
1.5.7. Потенциометрия.
2. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ И ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ
2.1. Исходные вещества, приготовление растворов
2.2. Аппаратура
2.3. Методика экспериментов
2.4. Математическая обработка результатов исследования
3. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ГИДРОЛИЗА ИОНОВ СКА 1ДИЯ, ИТТРИЯ И Л А ГГАНА.
3.1. Установление концентрационного порога полимеризации гидроксокомплексов.
3.2. Гидролиз ионов лантана и иттрия.
3.3. Гидролиз ионов скандия.
4. ВЛИЯНИЕ РАЗЛИЧНЫХ ФАКТОРОВ НА ПАРАМЕТРЫ ГИДРОЛИЗА ИОНОВ СКАНДИЯ, ИТТРИЯ И ЛАНТАНА
4.1. Влияние природы аниона соли.
4.2. Влияние ионной силы раствора
4.3.У становление предельных термодинамических констант гидролитических равновесий.
4.4. Влияние температуры. Расчет термодинамических функций процесса гидролиза
5. ИЗУЧЕНИЕ КИНЕТИЧЕСКИХ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ ГИДРОЛИТИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ С УЧАСТИЕМ ИОНОВ СКАНДИЯ, ИТТРИЯ И ЛАНТАНА.
5.1. Кинетика и механизм гидролиза сульфата скандия.
5.2. Кинетика и механизм гидролиза сульфатов иттрия и лантана
5.3. Влияние анионного состава на кинетические параметры и механизм гидролиза солей скандия и иттрия
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА


Поскольку гидратация ионов связана с существенной перестройкой структуры растворителя, то это не может не сказаться на ряде его физикохимических параметров, приводящих к изменению оптических свойств систем, электропроводности, вязкости и т. Л. Айрингу разделит, рассматриваемые ионы на две группы. Для сопутствующих магния, железа II и III, алюминия, титана все экспериментальные данные свидетельствуют о правильной октаэдрической структуре акваионов с координационным числом к. Напротив, для гидратированных ионов скандия, игтрия, лантана, лантаноидов, циркония, гафния, тория к. Сложность заключается в том, что ионы этих металлов координируют практически все оксоанионы, включая гидроксид, нитрат и перхлоратионы, а также легко депротонируют с образованием гидроксокомплексов. Приведенные в литературе сведения о значениях к. РЗЭ дискуссионны. С точки зрения классической физической химии определение координационного числа аквааниона, обладающего положительной гидратацией таблица 1. Поэтому выводы часто делают на основании изучения твердых соединений, считая, что в молекулах со связью металлкислород, таких как оксид, соль с оксоанионом, акваион в растворе, не должно быть больших расхождений в координационных числах. Наиболее часто приводятся аргументы в пользу значения к. Согласно I. Н. Комиссаровой , гидратное число ионов скандия, тяжелых лантаноидов, алюминия, титана и циркония равно шести, что подтверждается методами колебательной спектроскопии. Существуют октаэдрические анионные комплексы 3 сСОз2 6 и другие. Однако весьма вероятны и более высокие координационные числа. Так, С. В. Троц, Г. А. Киракосян и др. Б.Ф. Джуринским с сотрудниками синтезированы и изучены соединения РЗЭ со смешанными оксоанионами, в которых к. Таблица 1. Показано, что в общем случае независимо от природы оксоаниона высокие значения к. РЗЭ, а низкие к. С использованием термодинамических характеристик рассчитано гидрагнос число скандия 6,90,1. ЗМ водные растворы 8сСД и 8сС, а также 4,6М растворы 8сСК , . Показано, что ионы Яс в таких растворах образуют первую координационную сферу состоящую из семи молекул воды. Для водного раствора европия на основе спектральных данных предложена модель с к. Рентгеновские измерения в растворах хлорида эрбия позволили предложить структуру с к. В работе методом ЭПР исследован состав акваионов гадолиния. Показано, что в разбавленных 5 М растворах состав акваионов гадолиния и, вероятно, других редкоземельных ионов совпадает с найденным в концентрированных ЗМ и отвечает формуле Сс1 ОН 8 3 . Комплексы иттрия и циркония с к. В броматных и этилсульфатных комплексах найдено к. При переходе от лантана к лютецию три расстояния Ме0 в экваториальной плоскости практически не сокращаются, а шесть расстояний до вершин призмы имеют тенденцию к сокращению. В результате к. Однако даже шесть кратчайших расстояний Ме0 в кристаллах, содержащих девятиводные ионы РЗЭ, на 13 нм длиннее расстояний в гексагональных и кубических структурах Мс3. Подобное неправильное расположение соседних атомов наблюдается не только у скандия и РЗЭ, а также у их спутников. К. Гшнайднер и Л. В данной работе нами к. Из литературных данных таблицы 1. РЗЭ не склонны образовывать комплексы с хлорид и нитрат ионами. Вероятно, поэтому хлоридные и нитратные растворы играют большую роль в технологии плав хлоридов является исходным сырьем для выделения лантаноидов, соляная и азотная кислоты используются для выщелачивания сырья и как среда для экстракционного и сорбционного извлечения и разделения этих элементов 2, 4, , . РЗЭ в разбавленных растворах соляной кислоты находятся в виде акваили гидроксоформ. С увеличением концентрации кислоты растворимость хлоридов лантаноидов уменьшается, в осадок выпадают кристаллогидраты хлоридов или их двойных солей. Таким образом, даже в концентрированных растворах не образуется внутрисферных хлоридных комплексов РЗЭ. Данные о состоянии скандия в концентрированных растворах противоречивы. О в октаэдрическом ионе , то есть даже при таких высоких концентрациях сохраняются аквакомплексы. С другой стороны, электрофоретические данные показывают , что уже при концентрации 1 мольл хлоридиона скандий находится в виде 2 иона.