Введение к работе
Актуальность темы: 3 аналитической практике аяионообменная экстракция четвертичными аммониевыми солями (ЧАС) лежит в основа ряда экстракционно-фотометрических и экстракционно-атомноабсорб-ционных методов определения ряда металлов. ЧАС являются одними из наиболее распространенных электроактивных веществ ионоселек-тивных электродов. Применение ЧАС наиболее эффективно для решения задач, связанных с выделением, концентрированием либо определением металлов, способных образовывать высокогидрофобныа анионные комплексы. В этой связи представляется перспективным их использование в качества экстрагвнтов либо электроактивных веществ при разработка эффективных аналитических экспресс-методов определения ртути (П) - токсичного металла, образующего имеющие высо -кое экстракционное сродство к фазе ЧАС ацидокомплексы. Однако применение традиционных экстракционно-фотометрических реагентов, в том числе и ЧАС, в аналитической практика затруднено из-за высокой токсичности используемых органических растворителей. Переход к наиболее приемлемым в этом отношении растворителям - высшим алифатическим углеводородам, при использовании традиционных экстрагвнтов невозможен либо из-за их чрезвычайно низкой растворимости, либо по причина резкого снижения при этом эффектив -ности экстракционного процесса. Поиск экстрагвнтов, позволяющих использовать такиа растворители баз снижения при этом эффективности экстракции - несомненно актуальная задача.
Немало проблем возникает при теоретическом описании процесса анионообманной экстракции анионных комплексов металлов солями ЧАО. В ряда случаев экстракция можат.быть осложнена протеканием различных побочных процассов, которые могут заметно ухудшить параметры соответствующих методик выделения, концентрирования и определения металла и не позволяют термодинамически строго описать экстракционный процесс. Это значительно сужает предсказательные возможности накопленной базы данных для выбора оптималь -них условий проведения аналитического определения. Бщэ более существенное влияние побочные процессы оказывают на электрохими -ческиа и эксплуатационные свойства пленочных ИСЭ, основанных на использовании в качестве электроактивных веществ солей высших ЧАО, что сильно затрудняет их использование в анализе.
для преодоления отмеченных недостатков традиционных систем с солями ЧАО, наряду с поиском новых высокоэффективных анионооб-мешшков необходимы исследования, основанные на строгом термо -динамическом подходе к описанию анионообыеиного процесса, учете разнообразных побочных процессов, снижающих эффективность экст -ракции и аналитического определения.
В области разработки и теории функционирования ИСЭ на основе ЧАС, обратимых к металлокомплексным анконам, весьма актуальны исследования, позволяющие наряду с решением конкрет^шх аналитических задач продвинуться в области выявления устойчивых закономерностей функционирования таких ИСЭ, а также позволяющие объяснить аномальное поведение электрохимических датчиков, не укладывающееся в рамки известных концепций.
Цель работы. Комплексное исследование закономерностей и особенностей анионообменной экстракции галогенидных комплексов ртути (П) в системах с новыми анионообменниками - солями диалкил -ашноэтил-^-трналкилашония, разработка и всестороннее изучение, электрохимических и экстракционных свойств пленочных мембран НдНоХз ~ селективных электродов и создание, с учетом результатов проведенных исследований, простых и эффективных аналитических экспресс-методик экстракцйонно-спектрофотометрического и потенци-ометричвекого определения ртути (П).
Научная новизна. Показано, что использование в качестве экс-трагентов растворов солей даалкиламйноэтил-_,-триалкиламмония в инертных алифатических углеводородах позволяет повысить эффективность анионообменной экстракции галогенидных комплексов ртути (П) по сравнению с традиционно используемыми системами с моно-функциоиачьннми ЧАС.
Показана необходимость учета, при описании анионообмаиного процесса, сильно влияющих на равновесие процессов ступенчатого комплексообразования и молекулярной экстракции WgHafca - комплексов растворителем. Впервые предложены уравнения, позволяющие комплексно учитывать данные процессы при расчете термодинамических либо концентрационных констант обмена.
Предложен подход, позволяющий использовать данные, полученные при изучении анионообменной экстракции для расчета концентрационных констант обмана и констант нестойкости соответствующих галогенидных комплексов ртути (П).
Предложен новый подход к использованию данных анионообман-. ной экстракции для расчета параметров гидратации дифильных и ма-таллокомплексных анионов.
Показано, что концантрационные предали функционирования H^Haig- селективных электродов на основа солей высших ЧАО лимитируются протеканием на границе мембрана-раствор процессов экст-*-раквди ионных ассоциатов, анионообмеяной и молекулярной экстракции галогеяидных комплексов ртути (П). Получены, уравнения, опи^ сывающиа функционирование HgUatj - ИСЭ с учетом указанных экстракционных процессов,» предложены составы мембран, позволяющие минимизировать их негативное влияние на параметры электродов.
Практическая ценность. Исследованы экстракционные свойства новых экстрагантов - солей диалкиламиноэтил--триалкиламмония.
Разработан способ экстракционно-спектрсфотометрического определения ртути (П),по ряду параметров превосходящий известные аналоги. Соответствующая методика внедрена в. практику аналити -. ческой службы Белорусской сельскохозяйственной академии для контроля содержания ртути (П) в различных объектах.
Разработаны ионоселактивныа электрода для определениярту-ти (П) с оптимизированным составом мембраны, позволяющим повысить чувствительность и селективность потенциоматрического.анализа ртути (П) по сравнению с известными аналогами.-Разработанный ва-г риант планочного Иа^з - селективного электрода прошел испытания в НПО "Аналитприбор".
Разработанный пленочный М^Бгз - селективный электрод и потанциомзтрическая методика экспрасс-опра деления ртути (П) в электролите химического меднения с его использованием, внедрены в практику J3-1 Брестского завода "Цватотрон". для проведения оперативного технологического контроля содержания ртути (П) в электролите.
Апробация работы. Основные, результаты работы доложены на Всесоюзном совещании по применению экстракции.в технологии неорганических веществ (Апатиты, 1986г.), У научной конференции по аналитической химии Прибалтийских республик, БССР и Калининградской области (Вильнюс, 1966г.), Всесоюзной научно-технической конференции "Аналитическое приборостроение. Метода и приборы
для анализа жидких сред" (Тбилиси, 1986г.), Ш межвузовском семинаре-совещании по экстракции'(донецк, 1967г.), Всесоюзной конференцій! по экстракции (Красноярск, 19ь7Г.), Международной конференции по экстракции ISEC-88 (і.іосква, 1968г.), Всесоюзной конференции "Перспективные хроыатографические и электрохимические методы анализа в санитарной химии" (Тарту, 1968г.), Ш Всесоюзной конференции по электрохимическим методам анализа (Томск, 1989г.), Всесоюзной конференции "Физико-химические метода анализа и охрана окружающей среды" (Тарту, 1989г.), Всесоюзной конференции "Химические сенсоры" (Ленинград, 1989г.).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 7 статей, 10 тезисов докладов, получено 2 положительных решения по заявкам ка авторские свидетельства.
Объем и структура работы, диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов, списка цитируемой литературы, включающего 233 ссылки. Работа изложена на 215 страницах машинописного текста, включая 36 рисунков и 44 таблицы.
В литературном обзора рассмотрены некоторые закономерности экстракщш анионных комплексов металлов в системах с солями ЧАО, некоторые общие вопросы теории и практики ИСЭ на основа жидких аяионообменников, обратимых к металлокомплаксным анионам, а также систематизированы литературные данные, касающиеся аналитической характеристики различных, в первую очередь экстракционно-фо-томатрических и потенциоматричаских методов определения ртути(П).