Определение характеристики реакционной способности ионов в реакциях донорно-акцепторного взаимодействия в неводных средах

• Автор: Бобыренко, Никита Александрович
• Шифр специальности: 05.17.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 124 с.

Оглавление

Список условных обозначений

Введение.

1. Обзор литературы

1.1. Теоретические основы построения шкал реакционной способности веществ в реакциях донорноакцепторного взаимодействия.

1.2. Характеристика донорной силы растворителей

1.3. Способы характеристики реакционной способности катионов.

1.4. Характеристики акцепторной способности растворителей

Выводы из обзора литературы

2. Оборудование и реагенты

2.1. Определение потенциалов полуволн восстановления

катионов в неводных средах
2.1.1. Оборудование
2.1.2. Реагенты
2.1.3. Методика определения потенциалов полуволн восстановления катионов.
2.2. Определение растворимости хлорида натрия в нитрометане
2.2.1. Оборудование
2.2.2. Реагенты
2.2.3. Методика определения растворимости хлорида натрия в нигрометане.
2.2.4. Результаты определения растворимости хлорида натрия в нитрометане.
3. Определение потенциалов полуволн восстановления катионов Со2, Мпи, М2,43, с2 в НМ, АН, ДМФА,
ДМСО, ГМФТА и расчет относительных акцепторных чисел
4. Оценка акцепторных свойств жестких катионов по энергиям
их сольватации
5. Оценка реакционной способности мягких катионов по
энергиям их сольватации.
6. Оценка донорных свойств однозарядных анионов.
6.1 Оценка донорных свойств хлоридиона по энергиям
его сольватации
6.2. Оценка донорных свойств однозарядных анионов по энергиям их переноса.
7. Применение донорных и акцепторных чисел для расчета
констант экстракции солей Ооснованиями
Заключение.
Выводы.
Список литературы


Основная цель настоящей диссертационной работы - количественная характеристика реакционной способности катионов редких, рассеянных, радиоактивных металлов, а также ряда однозарядных анионов в реакциях донорно-акцепторного взаимодействия в нсводных средах. Построение шкалы акцепторной способности «жестких» катионов на основе функциональной зависимости между потенциалами полуволн восстановления, энергиями сольватации и донорными числами Гутмана. Построение шкалы реакционной способности «переходных» и «мягких» катионов на основе функциональной зависимости между энергиями их сольватации и донорными и акцепторными числами Гутмана-Майера. Построение шкалы донорной способности однозарядных анионов на основе функциональной зависимости между энергиями сольватации, энергиями переноса анионов из воды в неводные растворители и акцепторными числами Майера. Количественное описание закономерностей влияния природы и свойств индивидуальных ионов на их экстракцию, а также экстракцию солей, ими образованных. Разработаны количественные характеристики акцепторной способности широкого круга «жестких» катионов, включая редкоземельные элементы, уран, торий, цирконий и др. Установлена закономерность изменения акцепторных свойств катионов в зависимости от положения в периодической системе. Обоснована необходимость описания реакционных свойств «мягких» катионов двумя параметрами: «жесткости» и «мягкости». На основании литературных данных проведен расчет этих параметров. Проведен расчет параметров донорности для 8 однозарядных анионов через энергии их переноса. В работе выполнено количественное описание закономерностей влияния природы и свойств индивидуальных ионов на их экстракцию, а также экстракцию солей, ими образованных. В последнее время интерес исследователей и технологов все более привлекают неводные (сольвометаллургические) способы переработки сырьевых и техногенных источников цветных, редких и радиоактивных металлов, позволяющие добиться существенного снижения водосброса, большей селективности извлечения целевого компонента, избежать трудностей в процессах фильтрации и разделения фаз [1-3]. Для совершенствования существующих и разработки новых сольвометаплургических процессов существенную роль играет возможность прогнозирования реакционной способности веществ в неводных средах. Применительно к процессам экстракционного выщелачивания, концентрирования и разделения элементов эта задача трансформируется в разработку методов количественной характеристики реакционной способности компонентов донорно-акцепторных взаимодействий, лежащих в основе этих процессов. В настоящее время существуют общепринятые шкалы донорной и акцепторной способностей неводиых растворителей. Неоднократно предпринимались попытки характеристики акцепторной способности катионов металлов, однако в этом вопросе среди исследователей отсутствует единая точка зрения. Построение же количественной шкалы донорной способности анионов до сих пор остается нерешенной задачей. Между тем, наличие согласованных шкал позволило бы перейти к описанию специфических взаимодействий в более сложных системах соль -растворитель, что, в свою очередь, открыло бы возможности для решения широкого круга прикладных задач. В результате взаимодействия между растворенным веществом и растворителем молекулы последнего связываются с растворенными молекулами. Факторы, определяющие эффективность этого взаимодействия могут быть неспецифическими (электростатическими) и специфическими (координационными) По этой причине найти единственный физический параметр, характеризующий растворитель, которым можно описать процесс сольватации, невозможно. Современные представления о сольватации ионов позволяют априори охарактеризовать Д<7,°, процесса сольватации как сумму двух вкладов* -электростатического и донор но - акцепторного [4]. ЛО^- донорно - акцепторная, а ДС? NА- число Авогадро, г; - радиус иона, б - диэлектрическая проницаемость растворителя [5]. Эта величина примерно одинакова для различных растворителей. Отсюда вытекает одинаковая величина электростатического слагаемого энергии сольватации катионов. К аналогичным выводам еще в г. Плесков [8]. ЛС&=Д<&+Д