Концентрирование и определение микроколичеств бериллия, скандия, иттрия полимерными комплексообразующими сорбентами с O,O-диокси-АЗО-функциональной аналитической группировкой

• Автор: Симакова, Ольга Евгеньевна
• Шифр специальности: 02.00.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 152 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. Распространение бериллия скандия и иттрия п природе и их ионное состояние в растворах

1.2. Воздействие бериллия и скандия на живые организмы.

1.3. Методы концентрирования в аналитической химии бериллия, скандия и иттрия.

1.3.1. Концентрирование методом соосаждения на органических коллекторах

1.3.2. Сорбция на синтетических ионитах

1.3.3. Концентрирование элементов на пенополиуретанах

1.3.4. Комплексообразуюшие сорбенты.3 I

1.3.4.1. Сорбенты с комплексообразующими группами

привитыми к неорганической матрице.

1.3.4.2. Сорбенты с комплексообразуюшими группами привитыми к
полимерной органической матрице хслатнме сорбенты
ВЫВОДЫ.
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 и применения ПХС в анализе.
2.4.1. Исследование физикохимических свойств
2.4.1.1. Определение статической емкости сорбентов по нону натрия СЕСа.
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 хслатообразующими сорбентами.
2.5. Определение оптимальных условий сорбции Ве, Бс, У.
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 элемситам
2.7. Оценка избирательности аналитического действия ПХС
2.8. Установление корреляций между кислотноосновными свойствами
рК,м, ФАГ сорбентов и индукционными константами Гаммета ап,ап4, рНо сорбции элементов и устойчивости комплексов р Ве, Бс, У с ПХС
2.9. Установление вероятного химизма процесса сорбции
2 Концентрирование микроколичеств Ве, Бс, У
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 и их комплексов с Ве, Бс, У
3.2.1. Оптимальная кислотность среды сорбции элементов.
3.2.2. Влияние времени и температуры на степень сорбции элементов
3.2.4. Избирательность действия сорбентов
3.2.5. Десорбция элементов.
3.2.4. Устойчивость полихелатов
3.3. Химизм процесса сорбции элементов.
3.3.1. Изотермы сорбции
3.3.2. Определение числа вытесняемых протонов при хелатообразованни элемента с ФАГ сорбента.
3.3.3. ИКспектроскопичсское исследование сорбентов и их полихелатов и квантовомеханические расчеты структур.
3.3.4. Обоснование вероятной структуры полихелатов
ВЫВОДЫПО
ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ КОРРЕЛЯЦИОННЫХ СВЯЗЕЙ МЕЖДУ КИСЛОТНООСНОВНЫМИ СВОЙСТВАМИ ФАГ ГХС И АНАЛИТИЧЕСКИМИ ХАРАКТЕРИСТИКАМИ ИХ ХЕЛАТОВ.
4.1. Корреляция между кислотноосновными свойствами рКон ФАГ сорбентов п индукционными константами Гаммета а
4.2. Корреляции между кислотноосновными свойствами рК он ФАГ сорбентов и рНо хемосорбции элементов.
4.3. Корреляции между кислотноосновными свойствами рК,ц ФАГ сорбентов и устойчивостью комплексов 1ц р бериллия, скандия, иттрия с ГХС.
4.4. Прогнозирование аналитических свойств сорбентов и их полихелатов с
Ве, Бс, У.
ВЫВОДЫ.
ГЛАВА 5. РАЗРАБОТКА И ПРИМЕНЕНИЕ НОВОГО СПОСОБА ИНДИВИДУАЛЬНОГО КОНЦЕТРИРОВАИЯ И ВЫДЛЕИИЯ Ве, Бс, У В АНАЛИЗЕ ГОРНЫХ ПОРОД.
5.1. Состав объектов анализа и влияние макрокомпонентов на определение микроколичеств элементов .
5.2. Разработка новых методов индивидуального концентрирования и
спсктрофотометричсского определения Ве, Бс, У.
5.2.1. Разложение образцов и переведение определяемых элементов в реакционную ионную форму
5.2.2. Методы предварительного индивидуального концентрирования бериллия, скандия и иттрия сорбентом полистирол2оксиазо2окси, 5нитро, 3сульфобензолом с последующим спектрофотометрическим определением
5.3. Практическое апробирование новых методов сорбнионноспектрофотометрического определения бериллия, скандия, иттрия в анализе
горных пород.
ВЫВОДЫ.
ЛИТЕРАТУРА


Диссертация состоит из введения, обзора литературы глава I, экспериментальной части главы IIV, выводов, списка литературы и приложений. Работа изложена на 0 страницах машинописного текста, содержит рисунков, таблицу и 7 литературных ссылок. ГЛАВА I. Распространение бериллия, скандия и иттрия в природе и их ионное состояние к растворах. Бериллий. Бериллий один из самых легких жаропрочных и твердых металлов. Совокупность этих свойств делает бериллий незаменимым в практическом отношении металлом. Основные области применения металлургия и атомная техника. Бериллии является литофильным элементом содержание его в земной коре составляет 0. Он входит в состав более двадцати минералов, из которых промышленное значение имеет берилл. Бериллии типично редкий элемент. Обычно он встречается как незначительная примесь в различных минералах земной коры и значительно меньшая его часть сконцентрирована в собственных бериллиевых минералах. ЗВеОАБОзбБЮ. Другие минералы служащие для промышленного получения металлического бериллия это фенакит ВезБЮО, хризоберилл ВеЛБО. Мп,1сгпхВелБг,Б. В процессе выветривания Ве и его соединения из почв и пород поступают в атмосферный воздух. Кроме того, они вымываются и мигрируют с фунтовыми и поверхностными водами. Бериллий содержится в водах рек
0,3 мгл, морей 0, мгл, океанов 0,5 мгл. По своему химическому поведению бериллий существенно отличается от других элементов этой подгруппы. В водных растворах сильно гидролизованы лишь ионы Ве2. В кислых растворах находятся ноны Ве2, в слабокислых ионы ВеОГГ, ВеОМ3 Ве и др. В щелочных растворах образуются бесцветные анионы ВеСЬ2, ВезОз2 и др. Рис. Рис. Зависимость растворимости соединении бериллия от . Гидроксид бериллия обладает амфотернмми свойствами. Он начинает осаждаться при около 6 из 0, М растворов солей бериллия и снова растворяется при около ,5. Из данных о мономерных константах гидролиза бериллия можно выбрать значения, полученные для разбавленных растворов с ц Ог0,1 рК, 5,7 5, рКГт ,2 6, рК3Гщ , 7, рКГ1 ,, тогда последовательные константы гидролиза ионов бериллия равны рК, 5,7, рК, 7,5, рК3 ,. Эти значения хорошо согласуются с данными о начала осаждения гидроксида бериллия р , о полного осаждения ВеОН 7И 0, о осаждения гидроксида бериллия из щелочного раствора . На основании этих констант можно рассчитать распределение мономерных гидроксокомилексов бериллия в зависимости от раствора Рис. Рис. Диаграмма распределения гидроксокомилексов бериллия в зависимости от раствора I. Ве2 2. ВеОЫ 3. ВеОН 4. Скандий. Скандий представляет собой типично литофильный элемент, характеризующийся, с одной стороны, геохимической близостью с редкими землями иттриевой группы, с другой близостью к магнию и железу II. Вследствие резкого преобладания этих элементов скандий рассеивается среди магнезиальных и железистых минералов и поэтому обычно является типичным рассеянным элементом. В связи с этим основная масса скандия заключена в минералах слагающих горные породы, и только весьма небольшая его часть приходится на минералы, из которых он может извлекаться, но почти всегда в качестве элемента спутника. Среднее содержание скандия в литосфере составляет , в почвах 7, в сухом веществе каменных углей 1, , в золе нефти О4 . К настоящему времени известны только два собственно скандиевых минерала тортвейтит и стерреттит и две их разновидности. Тортвейтит диортосиликат скандия БсЯьО. В качестве примесей в нем присутствуют ЛЬОз, 2Ю, НЮ, 1гсОз, ВеО и др. Всегда содержатся редкие земли, главным образом иттрий и иттербий. Стерреттит 5сРО ТО. Кроме того, высоким содержанием скандия отличается баццпт, представляющий собой натриевожелезнстобернллиевоскандиевый силикат. Концентрация скандия в морской воде 0,, мктл, общая масса в Мировом океане оценивается в 1,4 млн. ОПз. Период полного удаления растворенного скандия из вод Мирового океана ориентировочно предполагает от 0 до 4 4 лет. Годовой захват скандия конкрециями в Тихом океане составляет тыс. Средняя концентрация скандия в речных водах 0, мкгл, в сумме солей речной воды 0, , глобальный вынос с речным стоком 1,5 тыс. К 0,.