II Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2010

Использование дигептилдитиофосфата калия (ДГДТФК) как потенциометрического титранта можно спрогнозировать, используя известные константы равновесия протекающих реакций, степени протекания индивидуальных реакций (СП%) и двухкомпонентных смесей (СП´%), которые рассчитывают по константам равновесия реакций. ДГДТФК - органическое вещество, содержащее тион - тиольные группы, используемые в аналитической химии для определения сульфидобразующих ионов металлов. Взаимодействие ДГДТФК с сульфидобразующими ионами металлов протекает по реакции комплексообразования - осаждения: Me^m+ + mA^-=MeA_m. В результате реакции образуются прочные, малорастворимые, внутрикомплексные соединения. С сульфидобразующими ионами металлов атом серы тиольной формы ДГДТФК образует ковалентную связь по обменному механизму, а тионной формы - по донорно-акцепторному.

Опираясь на известные ионные произведения (ИП) комплексов реагента [1] с сульфидобразующими ионами металлов и уравнение Чеботарёва - Краева для индивидуальных степеней протекания реакций (СП), рассчитаны СП реакций осаждения - комплексообразования (таблица 1).

Таблица 1. Ионные произведения дигептилдитиофосфатных комплексных соединений и степени протекания реакций

Примечание: ^٭99,9(4)8 = 99,999998

По данным табл. 1 возможно определение 16 сульфидобразующих ионов, СП которых выше пороговой, при которой скачок потенциалов ещё фиксируется (СП_пор=99,80%) и возможно провести титрование [2].

По индивидуальным СП рассчитаны интервал концентраций определяемых ионов и титранта, их минимальные концентрации. По ИП дигептилдитиофосфатных комплексов рассчитан ряд последовательности протекания реакций ионов (Hg²⁺, Hg , Ag⁺, Pd²⁺, Cu⁺, Tl³⁺, Se⁴⁺, Te⁴⁺, Bi³⁺, Pb²⁺, Sb³⁺, In³⁺, Sn²⁺, Cd²⁺, As³⁺, Ga³⁺). По степеням протекания двухкомпонентных смесей ионов СП′ % [2] рассчитана селективность титрования каждого иона: ионам Ag⁺ мешают ионы Hg ( HgA - 97,55 - AgA, т.к. СП′ =99,40%), с остальными ионами они могут титроваться в двухкомпонентных смесях с двумя скачками титрования; ионам Bi³⁺ мешают только ионы Te(IV) (СП′=90,30%). Определению ионов Sn²⁺ в двухкомпонентных смесях мешают ионы Cd²⁺ и As³⁺ , так как их СП′ составляют 10,78 и 97,87%, соответственно. То есть по прогнозу определения этих ионов высоко избирательны.

Спрогнозирован выбор индикаторных электродов, которые можно использовать в потенциометрических титрованиях: электроды из Hg, Ag, ионоселективные на соответствующие ионы металлов и сульфид ионы, платиновый окислительно-восстановительный электрод. Индикаторные электроды из Hg и Ag для определения своих ионов до точки эквивалентности действуют как Hg²⁺/Hg и Ag⁺/Ag электроды I рода, для чужих ионов Meⁿ⁺,MeR_n,AgR/Ag - электроды III рода [1, 2].

Изучено взаимодействие дигептилдитиофосфата калия с ионами Sn²⁺, Bi³⁺, Ag⁺. В ходе исследования установлено, что вышеперечисленные ионы образуют устойчивые в кислой среде, малорастворимые в воде внутрикомплексные соединения. Установлен состав этих внутрикомплексных соединений: SnR₂, AgR, BiR₃ (где R - (C₇H₁₅-O)₂PSS-). Найдены оптимальные условия потенциометрического титрования ионов Sn²⁺, Bi³⁺, Ag⁺ дигептилдитиофосфатом калия. Для ионов Sn²⁺ интевал рН составляет 0,2 М HCl - 3,0; для Bi³⁺ - 0,5 M HCl - 2,15; Ag⁺ - 1,45 - 6,0; оптимальные интервалы концентраций ионов: Sn²⁺ - 44,0 - 194,0; Bi³⁺ - 20,8 - 209,2; Ag⁺ - 20,0 - 400,0 мкг/мл. Определению ионов Bi³⁺ не мешают ионы Hg²⁺, Cd²⁺, Zn²⁺, Ni²⁺, роданид, фторид, оксалат, цитрат анионы; определению Ag⁺ не мешают ионы Hg²⁺, Bi³⁺, Zn²⁺, Pb²⁺, тартрат, цитрат анионы. Определение ионов Sn²⁺ происходит суммарно с ионами Cd²⁺, Fe³⁺, In³⁺ и дифференцировано с ионами Bi³⁺, Ag⁺.

Список литературы

1. Чеботарёв В.К. Дисс. в виде науч. докл ... доктора хим. наук. Барнаул: Алтайский госуниверситет, 2003. 57 с.

2. Чеботарёв В.К. Прогнозирование в титриметрических методах анализа с использованием реакций комплексообразования и осаждения: Монография. Барнаул: Изд-во Алт. ун-та, 1999. 114с.