Введение к работе
Актуальность проблемы. Экстракция ионных ассоциатов органическим растворителями находит широкое применение в аналитической химии, причем в качестве противоионов для катионных частиц (в частности, металло-комллексов) часто кспользуится окрашенное анионы красителей трисТеїшлметаяового ряда, обладаюіцие во многих случаях способностью Сдуоресцировагь. Поэтому дальнейшая разработка проблемы экстракции ионных ассоциатов с использованием сульфофталеинов и оксиксантенов представляется перспективной. Большое значение имеют подобные исследования и для понимания процессов ионного обмена, мембранного транспорта, гидратации и сольватации отдельных ионов, в том числе ионов красителей.
3 последние годы во многих областях химии и смежных наук получили широкое распространение макроцикличзские лиганды, в частности - краун-эфирн, обладающие уникальным свойством образовывать комплексы с ионами металлов благодаря ион-дапольному взаимодействию. Поэтому представлялось важным провести систематическое исследование экстракции ионных ассоциатов краун-кошлексов металлов с анионами сульфофталеиновых и оксиксантенових красителей. В каче-стве растворителя выбран хлороформ, часто применяемый для экстракции.
Настоящее исследование выполнено в рамках направления, разрабатываемого в отделе аналитической химии НИИ химии при Харьковском государственном университете. ("Исследование ионных равновесий органических аналитических реагентов трифе'нилметанового ряда в воде, неводных средах и мицеллярных растворах с целью выявления общих закономерностей влияния растворителя на поведение доли^унп-циональных реагентов"; эти работы проводились в соответствии с постановлением ГКНТ СССР К 555, Приложение * 61 от 30.11.85).
Цель работы. Задачей данной работы было исследование равновесии шлуоресцеина, его галогендроизво'дннх, родаминов п сульфофталеинов в двухфазной системе вода-хлороформ, в т.ч. определение констант экстракции ионных ассоциатов анионов красителей с катионами тетрафениларсония и краун-эфирными комплексами металлов.
Научная новизна:
впервые измерены константы экстракции серии ионных оос>-циагов краун-комплексов металлов с ксантеновими красителями л системе вода - хлороформ;
гцргг"е использована эксгрокщш краун-ко'шлексоп сятг'.лл^в
- J -
и ионов тетрафениларсония как метод исследования таутомерии анионов красителей;
- предложено применение лазерного красителя родамина 200 С в
качестве реагента для экстракционно-фяуориметркческого определе
ния катионных частиц.
Ка дублпчкуа защиту выносятся:
значения параметров двухфазных равновесий в системе краун-комллексы металлов - сульфофгалеиновые (ксантеновые) красители -вода - хлороформ;
данные об относительно!! экстрагируемости серии изученных катионов (тетраениларсояий, цегклішридшшї, краун-комплексы металлов, комплексы металлов с кеяоногенныш ПАЗ) и анионов (суль-фоСталеинов, флуоресцеика и его производных, родамина 200 С);
спектральные характеристики ионных и молекулярних форм красителей в хлороформной <5азе в видимой и инфракрасной областях спектра.
Научное н практическое значение работы
1. Получен набор параметров, характеризующих равновесия
фпуоресцеиноьшс, родашшовых и сульфофталеиновшс красителей в
' системе вода-хлороформ. Эти данные необходимы для рационального использования красителей в экстракционно-фотометрическом (-флуо-риметрическом) анализе.
-
Исследование таутомерии красителей в хлороформе, проведенное с помощью электронной и инфракрасной спектроскопии, дозволило получить значения константы распределения отдельных таутоме-ров. Предложена самосогласованная схема таутомерии в двухфазной системе.
-
Щ-спектры экстрактов, а также твердых препаратов красителей, полученные в данной работе, могут быть использованы для выяснения форм существования этих соединений в различных системах.
-
Данные об экстракции ионных пар однозарядных анионов красителей с катионами тетрайениларсония позволили получить индивидуальные характеристики экстрагируемости и гидратации анионов.
-
Эти результаты, а также ряд экстрагируемости дианионов красителей согласуются с имекщимиоя в литературе представлениями о характере влияния заместителей.
-
Предложенный в качестве реагента для зкстраіщионнон|луо-рикетрического анализа родамин 200 С моает быть использован для определения различных комплексных катионных частиц.
?. Определены значения констант экстракции ионных ассодиатов
родамина 200 С, бромтишлового синего и других красителе:* с комп-лексами 1>С , Ui , К* и %** с 18-краун~б и некоторым! друп-мк краун-эфирами; сделан ряд выводов о характере взаимодействия в ионных ассоциатах.
8. Электронные спектры экстрактов к зависимость экстрагк-руемости от рН в систеі.іах, содержащих металле—ионы, 18-краун-5 и оксиксантеновые красители, объяснены с привлечением данных об ионизации красителей в воде и о таутомеріга анионов в органической фазе. Эти представления могут быть распространены на многочисленные аналитические экстракционные системы, содеряащие эозиновые красители.
Апробация работы. Материалы диссертационной работы были доложены на научных семинарах отдела аналитической химии и ИИ химии при ХГУ, на Всесоюзной конференции по экстракции (Красноярск, Дивногорск, 1987), на Всесоюзной конференции "Кислотно-основные равновесия и сольватация в неводных средах" (Харьков, 1987), на УІ Всесоюзной конференции "Органические реагенты в аналитической химии" (Саратов, IS89), на Всесоюзной конференции "Химия и применение неводных растворов" (Харьков, 1989), на Ш конференции научно-учебного центра "Применение физико-химических, методов исследования в науке и технике" (Университет Дружбы Народов им. ІІатриса Лумумбы, Москва, 1990), на Всесоюзной конференции молодых ученых по экстракции (Донецк, 1990).
По материалам диссертации опубликовано 9 работ. ,
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, итогов работы и списка литературы (295 ссылок). Работа изложена на 295 страницах и содержит 45 таблиц и 41 рисунок;,