КОРРЕЛЯЦИОННЫЕ ЗАВИСИМОСТИ КИСЛОТНО-ОСНОВНЫХ СВОЙСТВ В РЯДУ ЗАМЕЩЕННЫХ  СОРБЕНТОВ НА ОСНОВЕ ПОЛИСТИРОЛА  С   О-ГИДРОКСИ-АЗО-О′-ГИДРОКСИ ФУНКЦИОНАЛЬНО-АНАЛИТИЧЕСКОЙ  ГРУППОЙ И рН50 ОБРАЗОВАНИЯ КОМПЛЕКСОВ С Bi (III)

¹Е.В. Демина, аспирант кафедры химии Курского государственного университета

²Н.Н. Басаргин, доктор химических наук, профессор, заслуженный деятель науки РФ

¹Курский государственный университет, г. Курск, Россия

²Институт геологии рудных месторождений,

петрографии, минералогии и геохимии РАН (ИГЕМ РАН), г. Москва

КОРРЕЛЯЦИОННЫЕ ЗАВИСИМОСТИ КИСЛОТНО-ОСНОВНЫХ СВОЙСТВ В РЯДУ ЗАМЕЩЕННЫХ СОРБЕНТОВ НА ОСНОВЕ ПОЛИСТИРОЛА С О-ГИДРОКСИ-АЗО-О′-ГИДРОКСИ ФУНКЦИОНАЛЬНО-АНАЛИТИЧЕСКОЙ ГРУППОЙ И рН₅₀ОБРАЗОВАНИЯ КОМПЛЕКСОВ С Bi (III)

В настоящее время большой интерес представляет анализ редких элементов, к которым относится висмут. Сведения о распространенности висмута малочисленны из-за его низких концентраций и аналитических трудностей определения. Анализ природных объектов, содержащих микроколичества висмута принадлежит к наиболее трудоемким процедурам аналитической химии и является актуальной задачей современной аналитической практики. Прямое определение висмута в природных и техногенных объектах в присутствии мешающих элементов приводит к значительному снижению точности и чувствительности количественного определения современными инструментальными методами анализа. Для расширения возможностей физико-химических методов анализа в направлении индивидуального определения элементов в сложных по составу объектах, или в практике неорганической химии наиболее перспективным является использование полимерных комплексообразующих сорбентов. Применение сорбентов позволяет значительно снизить пределы обнаружения элементов и устранить влияние матричных компонентов.

Все исследуемые сорбенты, были синтезированы на основе сополимера стирола с дивинилбензолом макропористой структуры в Центральной химической лаборатории ИГЕМа [1]. Данные о структуре сорбентов указаны в таблице 1.

Таблица 1.

Исследуемые сорбенты

где X,Y – различные заместители

№ п/п	Название сорбента	Заместители
№ п/п	Название сорбента	-X	-Y
1	Полистирол -2-окси-азо-2^/-окси, 3,5-динитробензол	-NO₂	-NO₂
2	Полистирол -2-окси-азо-2^/-окси, 5-нитро, 3-сульфобензол	-SO₃H	-NO₂
3	Полистирол -2-окси-азо-2^/-окси, 5-сульфобензол	-H	-SO₃H
4	Полистирол -2-окси-азо-2^/-окси,5-хлорбензол	-H	-Cl
5	Полистирол -2-окси-азо-2^/-окси-бензол	-H	-H
6	Полистирол -2-окси-азо-2^/-окси, 3,5-дисульфобензол	-SO₃H	-SO₃H
7	Полистирол -2-окси-азо-2^/-окси, 5-нитробензол	-H	-NO₂

Сорбенты представляют собой гранулы размером 0.25-1 мм темно- коричневого цвета, нерастворимые в воде, кислотах, щелочах и органических растворителях. Для исследования были использованы очищенные сорбенты в Н⁺ - форме.

Теоретические основы взаимодействия изучаемых ПКС c висмутом еще не разработаны. Поэтому представляются перспективными исследования, направленные на установление количественных корреляционных зависимостей между структурными параметрами, физико-химическими свойствами ПКС и аналитическими параметрами процесса сорбции висмута [2].

Целью настоящей работы явилось установление и изучение корреляционных зависимостей между: кислотно-основными свойствами функционально – аналитических групп (ФАГ) сорбентов (рК’_ОН) и рН₅₀ сорбции Bi (III), т.е. рК′_он- рН₅₀, позволяющих изучить влияние физико-химических свойств ФАГ сорбентов на аналитические параметры сорбции.

Найденные нами зависимости в математической форме описываются уравнением прямой у = кх + в, где к = tgα (α – угол наклона прямой к оси абцисс); в – величина, равная отрезку, отсекаемому прямой на оси ординат.

Сопоставление величин рН₅₀ сорбции висмута с кислотно – основными свойствами ФАГ сорбентов показало наличие корреляционных зависимостей (рис. 1), которые описываются уравнениями прямых:

для монозамещенных ПКС рН₅₀ = (рK_ОН - 6,35 ) ⁄ 0,42 (r=0,998)

для дизамещенных ПКС рН₅₀ = (рK_ОН - 7,39 ) ∕ 0,24 (r=0,999)

а

б

Рис.1. Корреляции кислотно-основных свойств (рК'_ОН) ФАГ и рН₅₀ сорбции

висмута для моно (а) и дизамещенных сорбентов (б); (1-7 номера сорбентов)

Таким образом, установленная зависимость рК’_ОН - рН₅₀ показывает, что для изученных хелатных сорбентов их аналитические свойства (рН₅₀ сорбции) в условиях эксперимента находятся в определенной количественной зависимости от кислотно-основных (рК’_ОН) свойств ПХС. Данная зависимость позволяет подтвердить предположение об участии 2’-гидроксогруппы ФАГ моно- и дизамещенных сорбентов в образовании хелатного цикла.

Литература

1. Басаргин Н.Н., Розовский Ю.Г., Жарова В.М. и др. Органические хелатные сорбенты в неорганическом анализе. - В кн.: Органические реагенты и хелатные сорбенты в анализе минеральных объектов. - М.: Наука, 1980.- С.82-116.

2. Басаргин Н.Н. Корреляции и прогнозирование аналитических свойств органических реагентов и хелатных сорбентов. - М.: Наука, 1986. - 200с.