Исследование и применение полимерных хелатных сорбентов в анализе природных и технических объектов (горные породы, стали, сплавы) на содержание титана, циркония, тория

• Автор: Дегтярева, Ольга Александровна
• Шифр специальности: 02.00.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 152 с.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР.

1.1 Распространение Тц Ъх и ТЬ в природе и их ионное состояние в растворах

1.2 Методы концентрирования в аналитической химии титана, циркония и тория

1.2.1. Экстракционные методы концентрирования.

1.2.2. Концентрирование на активных модифицированных углях

1.2.3. Концентрирование методами осаждения и соосаждения на неорганических и органических коллекторах.

1.2.4. Сорбция на сшггетических ионитах.

1.2.5. Концентрирование на органических сорбентах.

1.2.5.1. Сорбенты модифицированные комплексообразующими реагентами

1.2.5.2. Сорбенты с комплексообразующими группами, привитыми на неорганическую матрицу
1.2.5.3. Сорбенты с комплексообразующими группами, привитыми на органическую матрицу
ГЛАВА 2. МЕТОДОЛОГИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ И ТЕХНИКА ЭКСПЕРИМЕНТА
2.1. Используемые реактивы и растворы.
2.2. Измерительная аппаратура.
2.3. Математическая обработка результатов эксперимента
2.4. Методология изучения полимерных хелагообразующих сорбентов ХС
2.4.1. Исследование физикохимических свойств.
2.4.1.1. Определение статической емкости сорбентов по иону натрия СЕСмаО.
2.4.1.2. Потенциометрическое титрование сорбентов.
2.4.1.3. Определение констант кислотноосновной ионизации функциональноаналитических групп ФАГ сорбентов
2.4.1.4. Определение констант устойчивости комплексов элементов с полимерными хелатообразующими сорбентами.
2.5. Определение оптимальных условий сорбции ТС, , ТЪ.
2.5.1. Влияние кислотности среды на процесс сорбции
2.5.2. Влияние времени и температуры на процесс сорбции
2.6. Определение сорбционной емкости сорбентов по отдельным элементам
2.7. Оценка избирательности аналитическою действия ПХС
2.8. Установление корреляций кислотноосновных свойств рКион ФАГ сорбентов с индукционными константами Гаммета ап и параметрами сорбции
2.9. Установление вероятного химизма процесса сорбции.
2 Концентрирование микроколичеств ТС, , ТЪ
ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ФИЗИКОХИМИЧЕСКИХ И АНАЛИТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ПХС.
3.1. Физикохимические свойства сорбентов.
3.1.1. Сорбционные свойства
3.1.2. Кислотноосновные свойства
3.2. Химикоаналитические свойства сорбентов в процессе индивидуального концентрирования ТС, , ТЬ.
3.2.1. Оптимальная кислотность среды.
3.2.2. Влияние времени и температуры.
3.2.3. Сорбционная емкость сорбентов по отдельным элементам
3.2.4. Изотермы сорбции
3.2.5. Устойчивость гтолихелатов
3.2.6. Концентрировшгие микроколичеств ТС, , ТЬ.
3.2.7. Избирательность действия сорбентов.
3.2.8 . Десорбция изучаемых элементов.
3.3. Химизм процесса сорбции элементов.
3.3.1. Определение числа вытесняемых протонов при хелагообразовании элемента с ФАГ сорбента.
3.3.2. Кислотность среды и ионное состояние элементов в условиях сорбции .
3.3.3. ИКспектросконическое исследование сорбентов и их полихелатов
ВЫВОДЫ.1
ГЛАВА 4. КОРРЕЛЯЦИИ ФИЗИКОХИМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ФАГ СОРБЕНТОВ С ПАРАМЕТРАМИ СОРБЦИИ.
4.1. Корреляция между кислотноосновными свойствами рКон ФАГ сорбентов и индукционными константами Гаммета оп
4.2. Корреляции между кислотноосновными свойствами ДрК0н ФАГ сорбентов и ДрНя сорбции П, , ТЬ
4.3. Корреляции между кислотноосновными свойствами рКон ФАГ сорбентов и устойчивостью комплексов П, 7г, ТЬ с ПХС
4.4. Прогнозирование аналитических свойств сорбентов и их полихелатов 7 ГЛАВА 5. РАЗРАБОТКА И ПРИМЕНЕНИЕ НОВОГО СПОСОБА ИНДИВИДУАЛЬНОГО КОНЦЕНТРИРОВАНИЯ И ВЫДЕЛЕНИЯ И, 7т, ТЬ В АНАЛИЗЕ ГОРНЫХ ПОРОД, СТАЛЕЙ, СПЛАВОВ.
5.1. Химический состав объектов анализа и влияние макрокомпонентов на определение микроколичеств элементов
5.2. Разработка нового метода индивидуального концентрирования выделения и спектрофотометрического определения Тц 7т, ТЬ.
5.2.1. Разложение образцов и переведение определяемых элементов в реакционную ионную форму
5.2.2. Оптимальные условия индивидуального концентрирования и десорбции элюирования Т1,7г и ТЬ
5.2.3. Методы индивидуального концентрирования П, , ТЪ сорбентом полистиролазо,4диокси, 6нитробензолом с последующим
спеюрофотометрическим определением
5.3. Практическое апробирование новых методов сорбциошюспсктрофотомстри
ческото определения Ту Iх, Г1Ъ в анализе горных пород сталей сплавов.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.
ПРИЛОЖЕНИЕ
ВЕДЕНИЕ
Актуальность


В атмосфере городов концентрация титана достигает 0,,0 мкгл 4, источником загрязнения при этом служат процессы сжигания титансодержащих продуктов угля, мазута, пластиков, бумаги с типографской краской. При сжигании угля в атмосферу поступает количество Т в раз превышающее его добычу. Резко увеличивается содержание металла в почве до мгкг. ПДК титана в воздухе составляет 0,5 мгм , в воде 0,1 мгл 5. Высокие содержания титана вредны для растений. Большие количества титана, попадая в организм человека выделяются в неизменном виде. Биологическая безвредность титана обуславливает применение его в восстановительной хирургии. Появление катионов ТГ1 возможно при высокой кислотности раствора М Н и в реальных условиях трудно достигнуть области кислотности, где бы эти катионы преобладали. Ввиду того, что значения осаждения гидроокиси Л IV начала осаждения 0, полного осаждения 2, можно принять константы гидролиза ионов Л IV рК1г 0, рК2г 0, рК3г 0, рК4г 0, 6. Цирконий. В виде различных химических соединений цирконий широко распространен в природе. Содержание в земной коре достигает 2, 7. В то же время отсутствуют крупные залежи его природных соединений. Основные породы содержат очень мало циркония, и эти небольшие количества концентрируются главным образом в нироксенах и акцессорных рудных минералах. Основной источник циркония циркон 2гБЮ4. Известно несколько других минералов циркония, в том числе силикаты эвдиалит и катаплеит и окись циркония бадделеит гЮ2. Содержание Ъх в почвах 8. Антропогенными источниками поступления в окружающую среду являются пылевые и дымовые выбросы топливноэнергетических предприятий, работающих на угле и нефти. В промышленном городе основным источником загрязнения цирконием окружающей среды мг в сутки на I человека являются твердые отходы выпадения из атмосферы составляют мг в сутки на 1 человека. Большую часть общего количества выпадений из атмосферы формируют выбросы электростанций и строительная пыль. ПДК циркония в воздухе составляет 6,0 мгл . Химия водных растворов циркония весьма сложна. Это объясняется тем, что ионы металлов в растворах участвуют в далеко идущих процессах гидролиза и полимеризации, глубина протекания которых зависит от температуры, концентрации и растворов. Вследствие высокого заряда наличие свободных и 5 уровней и малого радиуса ионы циркония ЪхА обнаруживают большую склонность к гидролизу в водном растворе и образованию полиядерных соединений. Частичный его гидролиз наблюдается уже в 2 М НС1, 3 М ИЬЮ3, 2 М НСЮ4. При длительном хранении слабокислых растворов образуются гидроксокомплексы состава Ме ОПп тН4п или более сложные полимерные формы полиядерныс частицы О Ме ОН2 О Ме О Ме ОН2 О разной длины и в силу этого различной реакционной способности, имеющие меньшую склонность к комплексообразованию по сравнению с ионами Ме4 . В работах по изучению состояния ионов циркония в сернокислых растворах , отмечалось, что с понижением концентрации ионов металла и с повышением кислотности раствора происходит деполимеризация полиионов и в растворе существуют мономеры. Надежные результаты определения можно получить только при работе в средах с кислотностью не менее, чем 0,5 М по НС1. При выполнении анализа в менее кислой среде необходимы специальные приемы удержания циркония в удобной форме для комилексообразования с реагентом . Константы гидролиза ионов IV рК1г 0, рК2г 0, 6 рК3г 0, рК4г 0, . Значения осаждения ггОН4 начала осаждения 2, полного осаждения 4 . Торий принадлежит к числу элементов достаточно распространенных в земной коре, среднее содержание его в верхних слоях земной коры составляет 1, , но элемент рассеян. Концентрация тория в вулканических породах оценивается как 5 мкгг, в воде ниже уровня 1 мкгл. Во всех природных образованиях ТЬ проявляет степень окисления 4 и встречается в основном в виде кислородосодержащих соединений. Соединения тория 3 неустойчивы и практически не встречаются. Перенос ТЬ природными водами связан в значительной степени с тонкими взвесями, на которых он адсорбирован в виде различных гидроксоформ ТЬ ОН, ТЬ ОН3 и др.