Химия и химические технологии/2. Теоретическая химия

Аспирант Нечепуренко Г.Н., к.х.н. Кутырёв И.М.,

магистрант Дедюлин А.А.

Южно-Российский Государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)

Исследование взаимодействия молибдена с фенилфлуороном в неводных средах

Химический элемент молибден впервые в чистом виде получен в начале XIX века. Этот металл очень тугоплавок, начинает плавиться при нагреве до 2620 ºС. Молибден стоек к окислению, заметное окисление начинается при температуре 400 ºС. Областей применения молибдена достаточно много: чаще всего этот металл используют для легирования стали и её сплавов. Молибден повышает жаропрочность сплавов, куда он входит, способен повысить вязкость и прочность стали, что делает этот металл уникальным. Также молибден, цена на который неукоснительно растёт в течение последних десятилетий, используется в химической и электрической промышленности. Детали из молибденовых сплавов могут выдерживать температуру до 1800 ºС. Добыча молибдена постоянно растёт ввиду повышения спроса. В связи с этим надёжный контроль его содержания в сплавах является важным этапом производственного процесса.

В работе предложен метод экстракционно-спектрофотометрического определения молибдена.

Предлагаемая авторами экстракционная система триоктиламин (ТОА) в толуоле - Н₂С₄Н₄О₆ –Мо позволяет проводить избирательное извлечение молибдена. Экстракция молибдена триоктиламином из виннокислых растворов в присутствии динатриевой соли этилендиаминтетрауксусной кислоты (ЭДТК) даёт возможность отделить этот элемент от многих примесей [1]. Так, определению молибдена не мешают Co, C, Si, Mn, S, P, Cr, Ni, V, Ti, Al, Cu, B. Метод прост, не требует дефицитных реагентов и позволяет избежать применения фтористоводородной кислоты и фторидов.

При отработке оптимальных условий комплексообразования молибдена с реагентом фенилфлуороном в этанольно-толуольной среде на стандартных растворах был учтён ряд факторов: отношение спирта к толуолу, кислотность среды и отношение молибдена к фенилфлуорону.

В задачу нашего исследования входило выяснение условий взаимодействия молибдена с фенилфлуороном после экстракционного извлечения его триоктиламином в толуоле из раствора винной кислоты и её соли при рН = 3.

Реакции комплексообразования ионов металлов с органическими лигандами часто проводят в неводных средах. На эти процессы оказывает большое влияние величина кислотности органической среды. Для корректироки кислотности в экстракте при комплексообразовании молибдена с органическим реагентом использовали разработанные нами неводные буферные растворы на основе солей первичных - октиламин солянокислый -ОA·НС1, вторичных - диоктиламин солянокислый - ДОА·НС1 и третичных аминов - триэтиламин солянокислый - ТЭА·НС1[2]. Кислотность указанных растворов определяли потенциометрически. Определение кислотности является многостадийным процессом, а именно, оно включает: определение стандартных электродвижущих сил; нахождение констант диссоциации компонентов раствора и непосредственное определение показателя активности ионов водорода (ра). На основе стандартных буферных растворов был разработан ряд нестандартных буферных растворов с той же ионной силой [2].

Неводные буферные растворы успешно применяют для контроля кислотности при определении легкогидролизующихся элементов экстракционно-фотометрическим методом [3, 4].

Буферные растворы охватывают область ра_Н от 0,98 до 4,53. В указанной области ра_Н изучены оптимальные условия комплексообразования молибдена с органическими реагентами фенилфлуороном, в смеси растворителей: 20% толуола – 80% этанола. Установлено, что наибольший условный молярный коэффициент поглощения (ε = 13654) молибдена с фенилфлуороном наблюдается в неводном буфере с ра_Н = 1,44 на основе диоктиламина солянокислого - ДОА·НС1 и соляной кислоты НС1. Основной закон светопоглощения соблюдается при концентрации молибдена в экстракте ≤ 5 мкг/см³.

Замеры оптической плотности проводили на спектрофотометре СФ-26. Концентрация молибдена в экстрактах равна 1-5 мкг/см³, толщина кюветы l = 1 см. Концентрация этанольных растворов реагентов соответствовала концентрации металла.

Неводный буферный раствор, необходимый для создания определённой кислотности в экстракте имеет следующий состав: 0,125М ДОА·НС1 + 0,075М раствор НС1 в этаноле в смеси 20% толуола – 80% этанола.

Подчинение закону Бугера-Ламберта-Бера наблюдается в интервале концентраций молибдена 1-5 мкг/мл. Молярный коэффициент поглощения ε = 13654.

Оптимальными условиями образования комплекса молибдена с фенилфлуороном оказались: отношение молибдена к реагенту –1:2; отношение этанола к толуолу—9:1; ра_Н 1,44.

Литература:

1. Невзоров А.Н., Бычков Л.А.// Журнал аналит. Химии. 1964. Т. 19. № 11. С. 1336-1340.

2. Нечепуренко Г.Н., Кутырёв И.М., Гайдукова Ю.А., Басаргин Н.Н.// Журнал аналит. химии. 2011. Т. 66. № 2. С. 129-134.

3. . Кутырёв И. М., Чернышёва Г. М., Басаргин Н. Н., Михеев Н. И. //Заводск. лаб. 1996. № 11. С. 7.

4. Кутырёв И. М., Чернышёва Г. М., Басаргин Н. Н., Чеботникова Ю. А. //Заводск. лаб. 2000. Т 66, № 9. С. 11.