Научная статья на тему 'Экстракционные свойства гидразидов и n`, n`-диалкилгидразидов'

Экстракционные свойства гидразидов и n`, n`-диалкилгидразидов Текст научной статьи по специальности «Химические науки»

CC BY
30
11
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ГИДРАЗИДЫ / N` / N` - ДИАЛКИЛГИДРАЗИДЫ / ЭКСТРАКЦИЯ / ЦВЕТНЫЕ МЕТАЛЛЫ / N`-DIALKYLHYDRAZIDES / HYDRAZIDES / EXTRACTION / NONFERROUS METALS

Аннотация научной статьи по химическим наукам, автор научной работы — Гусев В. Ю., Радушев А. В., Батуева Т. Д., Муксинова Д. А., Ваулина В. Н.

Изучена экстракция катионов цветных металлов гидразидами и N`, N`- диалкилгидразидами. Определены области извлечения, состав и строение экстрагируемых комплексов. Установлено влияние на экстракционные свойства гидразидов N`, N`-алкилирования их молекул.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по химическим наукам , автор научной работы — Гусев В. Ю., Радушев А. В., Батуева Т. Д., Муксинова Д. А., Ваулина В. Н.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

EXTRACTION PROPERTIES OF HYDRAZIDES AND N`, N`-DIALKYLHYDRAZIDES

Extraction of nonferrous metals with hydrazides and N`, N`-dialkylhydra-zides. Range of recovery and formulas of complexes extracted have been found. The influence of hydrazides N`, N`-alkylation on their extraction properties has been estimated.

Текст научной работы на тему «Экстракционные свойства гидразидов и n`, n`-диалкилгидразидов»

2012

ВЕСТНИК ПЕРМСКОГО УНИВЕРСИТЕТА Химия

Вып. 1(5)

УДК 542.61: 66.061.5

ЭКСТРАКЦИОННЫЕ СВОЙСТВА ГИДРАЗИДОВ И N^'-ДИАЛКИЛГИДР АЗИДОВ

В.Ю. Гусев, A.B. Радушев, Т.Д. Батуева, Д.А. Муксинова, В.Н. Ваулина

Институт технической химии УрО РАН. 614013, г.Пермь, ул. Акад. Королёва, 3 E-mail: info@itch.perm.ru

Изучена экстракция катионов цветных металлов гидразидами и N'N-диалкилгидразидами. Определены области извлечения, состав и строение экстрагируемых комплексов. Установлено влияние на экстракционные свойства гидразидов N'N-алкилирования их молекул.

Ключевые слова: гидразиды; N'.N'-диалкил гидразиды: экстракция; цветные металлы

Введение

Гидразиды известны уже более 100 лет благодаря работам Т. Курциуса и А. Штолле (1895-1898 гг.). Интерес к ним вырос после 50-х гг. прошлого века, когда среди них были обнаружены вещества, обладающие биологической активностью. В 1960-1980 гг. появились многочисленные публикации по ком-плексообразованию ионов цветных металлов с этими соединениями. Комплексы металлов с гидразидами, имеющими достаточно длинные углеводородные радикалы, обладают способностью распределяться между фазами, что создаёт предпосылки для их использования в экстракционных процессах [1, 2]. Свойства гидразидов как экстракционных реагентов зависят от их химического строения. Изменения ацильного радикала, не затрагивающие функциональной группы, будут влиять на физико-химические характеристики соединений, такие как растворимость, распределение между фазами, химическая устойчивость. Присоединение алкильных радикалов к концевому атому азота, который является одним из координационных центров, может существенно повлиять на их экстракционные свойст-

ва. Данная работа посвящена выявлению влияния N'.N'-алкилирования на экстракционные свойства гидразидов.

Экспериментальная часть

ИК-спектры снимали на Фурье-спектрометре IFS 66/S (Bruker, Германия). Значения pH измеряли на иономере И-160М (АНТЕХ, Беларусь) со стеклянным и хлорсе-ребряным электродами. Кондуктометрическое титрование выполняли на кондуктометре ОК-102/1 (Radelkis, Венгрия) с колоколообразным электродом ОК-0902Р. Содержание ионов металлов определяли комплексонометрически.

В работе использовались хлориды и сульфаты Си (II), Со (II), Ni (II), Zn (II), Fe (II, III), (NH4)2S04 марок «ч.д.а.» или «х.ч.», h2so4 «ч.» (98 %), НС1 «ч.», аммиак водный (ГОСТ 3760-79 «2»), ЕЮН - ректификат (ГОСТ Р51652-2000), BuOH, АтОН, п-ксилол марок «ч.» и «х.ч.», авиационный керосин марки РТ, гексан «ч.д.а.».

Изучены незамещённые гидразиды общей формулы RCONHNH2, где R = Alk, и N',N'-диалкилгидразиды общей формулы (RCONHN(R')2), где R = R = Ph, PhCH2, n-t-

© Гусев В.Ю., Радушев A.B., Батуева Т.Д., Муксинова Д.А., Ваулина В.H., 2012 101

BuC6H4, BuCH(Et)CH2, С6Н13, С7Н15, С10Н21; R'

= Alk. Гидразиды (ГКК), как и большинство N'.N'-диалкилгидразидов. представляют собой белые кристаллические вещества. N',N'-диалкилгидразиды 2-этилгексановой кислоты (ДАГ2ЭГК) являются, в основном, мылообразными или смолообразными продуктами. Строение соединений подтверждено ИК- и ЯМР 1 Н-спектрами. а также элементным анализом. Содержание основного вещества, определённое методом кондуктометрического титрования [3], находилось в интервале 96-99 %.

Обсуждение результатов

Растворимость реагентов и их распределение между фазами. Соединения, пред-

полагаемые к использованию в экстракционных процессах, должны обладать хорошей растворимостью в органических растворителях. Круг не смешивающихся с водой растворителей, в которых растворяются ГКК, невелик, а достигаемые концентрации невысоки. Эти соединения имеют заметную растворимость только в высших спиртах (в бутаноле она составляет 0,2—0,4 моль/л) и практически нерастворимы в предельных углеводородах. Данные по растворимости некоторых N',N'-диалкилгидразидов приведены в табл. 1.

Из табл. 1 следует, что введение алкильных заместителей в гидразидную группу увеличивает гидрофобность молекулы, что ведёт к росту растворимости в органических средах. Как правило, она возрастает с ростом диэлектрической проницаемости растворителя. С точки зрения растворимости, наиболее перспективными для использования в экстракционных процессах являются 14',14'-

диалкилгидразиды алифатических и пара-третбутилбензойной кислот, так как они хорошо растворяются в предельных углеводородах, широко используемых в промышленности.

Экстракционные реагенты должны иметь высокий коэффициент распределения между органической и водной фазами (Рнь), чтобы их потери с водной фазой были невелики. На рис. 1 представлена зависимость \% РНь N',14'-дибутилгидразида бензойной кислоты (ДБГБК) от значений pH и концентрации Т4Н3.

При pH > 3 значение ^ РНь = 2,34. С уменьшением до pH ~ 1 оно снижается до

0,47. Такой характер кривой связан с протонированием реагента (НЬ) в кислой среде: при pH > 4 он находится в нейтральной форме (НЬ), при pH < 1 переходит в протонирован-ную (Н2Ь+). Очевидно, что солеобразование повышает растворимость соединения в воде. Для других Ы'.Ы'-диалкилгидразидов эта зависимость имеет аналогичный характер.

Таблица 1

Растворимость соединений RCONHN(R')2 (в — диэлектрическая проницаемость растворителя)

R R' Раство эимость. моль/л (є)*

вода (1,01) гексан (1,90) керосин (~ 1,95) толуол (2,378) 2-этил-гексанол (~ 9,85) i-AmOH (14,7)

с7н15 СДГ 1,510 4 - 1,12 1,24 >3,7 -

С7Н15 C7H15 1,710 4 - 1,05 1,75 >2,8 -

BuCH(Et) C4H9 1,1-Ю"4 - 1,30 1,01 2,90 -

BuCH(Et) c7H15 н/р - >2,8 >2,8 >2,8 -

Ph c6H13 6,5-104 6-Ю3 - 0,17 - 0,58

Ph c8H17 н/р 5-Ю3 - 0,11 - 0,27

PhCH2 c6H13 0,9-10~4 0,08 - 0,93 - 0,99

n-t-BuC6H4 c6H13 - ~ 2,6 2,83 - - -

* значения в взяты из [4].

1 | 1 | 1 1 I 1 I СМн3, моль/л

0 4 8 0.5 1.0

pH

Рис. 1. Зависимость логарифма коэффициента распределения ДБГБК между органической и водной фазами от pH и концентрации ЫН3. СДБГБК = 0,05 моль/л (п-ксилол), 1 = 0,2 (КС1), У0: Уе = 1:1, т=3мин.

Полученные результаты по распределению Ы'.Ы'-диалкилгидразидов бензойной кислоты (ДАГБК) между «-ксилолом и водной фазой приведены в табл. 2

Таблица 2 Значения ^ Рщ соединений РЬСОШШ(Ы)2. У0 : Ув = 1:1; твапр. =3-5 мин;

I = 0,2 (КС1)

Я м.м. 18 Р нь

Н2804, 0,5 моль/л Рн ~ 4 ТЧН3, 0,1 моль/л

с4н9 2,39 0,47 2,34 2,34

СбН13 2,48 1,93 2,58 2,58

СвНп 2,56 2,60 - -

* среднее из 3-5 промывок.

Зависимость ^ РНь между «-ксилолом и раствором 0,5 моль/л Н2804 в ряду ДАГБК от ^ м.м. удовлетворительно описывается корреляционным уравнением:

^ Рнь = 12,125-^ м.м. - 29,554

(г = 0,9690). (1)

Значения ^ Рнь между керосином и солянокислой или аммиачной водной фазами в

ряду Ы'.Ы'-диалкилгидразидов пара-третбутилбензойной кислоты (ДАГББК) > 4,3. У большинства ДАГББК растворимости в водной фазе столь мала, что делает затруднительным его определение. Поэтому значения ^ РНь У этих соединений рассчитать не удалось.

Рис. 2 демонстрирует зависимость ^ РНь ДАГ2ЭГК между керосином, аммиачной или солянокислой водными средами от ^ м.м.

Полученные результаты удовлетворительно описываются следующими корреляционными уравнениями:

аммиачная водная фаза:

^ Рнь = 12,962-^ м.м. - 29,243

(г = 0,9962), (2)

солянокислая водная фаза:

^ Рнь = 15,961-^ м.м,-38,011

(г = 0,9890). (3)

У наименее растворимых в воде соединений этого ряда значения ^ РНь = 3,7—4,3. Они совпадают со значениями этого показателя у промышленных экстракционных реагентов Си (II) класса оксиоксимов (^ РНь = 3,6-4,0).

-2.00 -|--------,--------1--------,--------1--------,---------1

2.3 2.4 2.5 2.6

1§ т.т.

Рис. 2. Зависимость ^ Рщ, между керосином и аммиачной (1) или солянокислой (2) водными средами

ДАГ2ЭГК от ^ м.м.

pH моль/л

Рис. 3. Зависимость степени извлечения ионов металлов 0,26 моль/л раствором ГОК в ¡-АтОН от рНравн и концентрации ЫН ,. Концентрации, (моль/л, х 102): 1 - Си (II) (0,26); 2 -Ж (II) (0,26); 3 -Ре (III) (0,25);

4 -гп (II) (0,27); 5 -Со (II) (0,23).

Экстракционные свойства незамещённых гидразидов. Экстракционные свойства ГКК изучены на примере гидразида октановой кислоты (ГОК). На рис. 3 показана зависимость степени извлечения катионов Бе (III),

Со (II), N1 (II), Си (II), Ъ& (II) раствором ГОК в изоамиловом спирте в зависимости от значений pH и концентрации ТЯНз [5].

В диапазоне значений pH 2,5—5,5 наиболее эффективно извлекаются катионы Си (II) и

№ (II) (на 95-98 %). Рост степени извлечения катионов Zn (II) и Со (II) в интервале значений pH 5—9 связан с образованием осадков их гидроксидов и их концентрированием на границе раздела фаз. При pH > 9 образуются аммиачные комплексы, поэтому в аммиачной среде степень извлечения ионов Си (II), N1 (II) и Zn (II) снижается с ростом концентрации аммиака. Ионы Бе (III) переходят в органическую фазу в узкой области значений pH ~ 2—2,5. Таким образом, при оптимальном интервале значений pH можно с помощью ГКК отделить катионы Си (II) и N1 (II) от сопутствующих ионов, в частности Бе (III), Со (II), Zn (II). Возможно разделение ионов Со (II) и N1 (II): в кислой среде хорошо извлекаются ионы N1 (II), а в аммиачной - преимущественно ионы Со (II).

Известно, что ионы цветных металлов в слабокислых средах образуют с ГКК положительно заряженные комплексы [6]. Поэтому экстракционные равновесия в таких средах можно представить уравнением

М2+(в) + 2Х-(В) + пНЬ(0) ±5 [М(НЬ)П]Х2 (0). (4)

Индексы «в» и «о» обозначают водную и органическую фазы соответственно, НЬ - молекула ГКК в нейтральной форме.

В аммиачных растворах катионы N1 (II) и Со (II) также образуют положительно заряженные комплексы с ГКК, что подтверждено ИК-спектрами полученных в этой среде комплексных соединений и методом ионного обмена путём пропускания окрашенных экстрактов комплексов через катионит. Поэтому экстракцию катионов этих металлов из аммиачных сред можно представить уравнением

[M(NH3)m]2+(B) + nHL(0) + 2Х_(в) ±5 [M(HL)n]X2 (о) + mNH3 (в). (5)

Кондуктометрическим титрованием установлено, что в водных растворах взаимодействие ГКК с катионами исследуемых металлов (М) происходит ступенчато, с образованием комплексов состава [M(II, III)]: [ГКК] = 1:1, 1:2, 1:3 (табл. 3). Состав экстрагируемых комплексных соединений определён методом молярных отношений (табл. 3).

Как видно, в органическую фазу, в основном, переходят комплексы с двумя и тремя молекулами лиганда, как обладающие наибольшей гидрофобностью.

Так как в экстрагируемых соединениях максимальное соотношение [М(П)]: [лиганд] = 1:3, а их извлечение проводилось в присутствии избытка реагента, то уравнение для расчёта константы экстракции примет вид

Кех = [[М(нр3]С12](о) (6)

miI)\.y[Cnl.y[HL]3w Здесь HL - молекула ГКК. Полученные значения приведены в табл.З.

Экстракционные свойства N'N-диалкилгидразидов. Влияние значений pH и концентрации NH3 на степень извлечения катионов Си (II), Со (II), Ni (II), Zn (II) 0,05 моль/л раствором N.N-д иге ксил гид-раз ида бензойной кислоты (ДГГБК) в «-ксилоле иллюстрирует рис. 4 [7].

Ионы Си (II) экстрагируются в интервале от pH ~ 4 до С ч. | ,з ~ 1 моль/л (кривая 1). Извлечение катионов Zn (II), Со (II), Ni (II) (кривые 2-4 соответственно) наблюдается в узких интервалах значений pH.

Таблица 3

Соотношения компонентов в комплексах ГКК, образующихся в водной фазе, экстрагирующихся в органическую фазу и значения ^ Кех (Р = 0,95; п = 5)

Катионы [ГКК]: [M(II, III)] lg Кех комплексов [M(HL)3]C12

Водная фаза Органическая фаза

Cu(II) 1,25; 2,1; 3,3 1,9; 3,0 13,87 ±0,06

Zn(II) 0,95; 2,0; 3,1 2,1; 2,8 12,04 ± 0,09

Ni(II) 1,1; 1,9; 3,1 1,2; 2,0; 2,8 -

Co(II) 1,2; 1,9; 3,0 2,0; 2,9 10,8 ±0,1

Fe(III) 1,3; 1,9; 2,9 1,3; 3,2 -

100 -| Е, °о -

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

80 -

60 -40 -20 -

0 4 8 2 4 6

pH моль л

Рис. 4. Зависимость степени извлечения ионов металлов (Е %) от pH и концентрации NH3.

Экстрагент - 0,05 моль/л ДГГБК (п-ксилол). Va:Ve = 1:10, т= 5 мин. Концентрации (ммоль/л): 1 -1,15 Си (11); 2-2,12 Zn (11); 3-1,1 Со (11); 4-2,0 Ni (11).

Здесь одновременно имеет место как переход в органическую фазу, так и образование осадков гидроксидов металлов с последующей их локализацией на границе раздела фаз. Катионы Cu (II) извлекаются в наиболее широком интервале значений pH и концентрации аммиака, что позволяет отделять их от сопутствующих элементов.

Аналогичный характер носит экстракция этих элементов N'. N' -д иал к и л г ид раз идам и фенилуксусной и алифатических кислот.

Рис. 5 демонстрирует влияние длины алкильного радикала (R) N',N'-

дигексилгидразида фенилуксусной кислоты (ДГГФУК) и ДАГБК общей формулы C6H5CONHN(R)2 на степень извлечения катионов Cu (II) [8].

Наиболее широкий интервал значений pH и концентрации NH3 максимального извлечения ионов этого элемента (от pH ~ 4 до 1,5 моль/л NH3) наблюдается при экстракции соединениями с R = С6Н13 и С4Н9 (кривые 3, 4). При уменьшении или увеличении длины алкильных радикалов в ряду ДАГБК он сужается: для соединения с R = С8Н17 интервал pH

составляет 6-10,5 (кривая 1), для соединения с R = С2Н5 -5-11. ДГГФУК извлекает медь на 98-99 % в интервале pH 6-11 (кривая 2). Таким образом, зависимость интервала значений pH максимального извлечения ионов Си (II) от длины углеводородного радикала в ряду ДАГБК проходит через максимум, который наблюдается у соединений с R = С6Н13 и С4Н9. С ростом длины алкильного радикала изменяется и время установления экстракционного равновесия: для соединений с R = С4Н9 и СбН3 оно составляет 3 мин., для соединения с R = С8Н17 — 5 мин.

У ДАГ2ЭГК наблюдается иная зависимость: интервал значений pH и концентрации 1ЧН3 максимального извлечения ионов Си (II) при увеличении длины Ы'.Ы'-алкильных радикалов от С2Н5 до С7Н15 остаётся практически без изменений (от pH 5 до См [, ~ 2,1-2,3

моль/л), у реагента с радикалами С8Н17 он заметно сужается (pH 5,4-1 моль/л 1ЧН3), а соединения с бензильными или 2-этилгексильными радикалами вообще утрачивают способность извлекать Си (II) из растворов с заметным содержанием аммиака [9].

На рис. 6 показано влияние значений pH и концентрации 1ЧН3 на извлечение катионов Си (II), Со (II), № (II), Ъа (II) 0,05 моль/л раствором Ы'.Ы'-дигексилгидразида пара-третбутилбензойной кислоты (ДГГББК) в керосине. В отличие от ДГГБК, который экстрагирует Си (II) на 98 % лишь до С\;п, ~ 1,5 моль/л, этот реагент извлекает её со степенью более 99 % в интервале pH ~ 4 - См,, ~ 8

моль/л. Таким образом, введение третбутиль-ной группы в «ара-положение бензольного кольца придаёт соединению способность практически количественно экстрагировать ионы этого элемента при более высоких концентрациях 1ЧН3. Значительно более широкая область pH и концентрации 1ЧН3 максимального извлечения ионов Си (II) позволяет выбрать условия для их селективного отделения от катионов остальных элементов.

ЕМ 100

80

60

40

20

12 2

рн

Рис. 5. Извлечение ионов меди(П) ДАГБК, ДГГФУК (НЬ) в зависимости от pH и концентрации МН3. Сдь

= 0,05 моль/л (п-ксилол), ССн(1ц = 1 ммодъ{д, I I= 1:5, т= 3—5 мин: 1 - К — СвН17; 2 - ДГГФУК; 3 -К =

СвНц; 4- К = С4Н9

80 -

60 -

40 -

20 -

Т"

ю

рн

И

13

Рис. 6. Зависимость степени извлечения катионов металлов (Е, %) от pH и концентрации N14;,. Экстрагент - 0,05 моль/л раствор ДГГББК в керосине. У0:УБ = 1:2, т = 5 мин. Концентрация металлов - 5 :10 моль/л

Наиболее широкий интервал её максимального извлечения (pH ~ 4 - 8 моль/л ЫН3) наблюдается в случае производного с гек-сильными радикалами. При увеличении длины N',14'-алкильных радикалов этот диапазон сужается: для октального радикала он составляет pH 4,5 - 4,5 моль/л ТЧН3, в случае де-цильного производного - pH 4,8 - 4 моль/л ЫН3. Очевидно, что у ДАГББК наблюдается похожая зависимость интервала максимального извлечения катионов Си (II) от длины N',14'-алкильных радикалов.

Методами молярных отношений, изомо-лярных серий, сдвига равновесия и ионного обмена установлено, что экстрагируемые комплексы Си (II) со всеми исследованными Ы'.Ы'-диалкилгидразидами (НЬ) имеют состав [Си(П)]:[реагент] = 1:2 и не имеют заряда, что позволяет приписать им общую формулу СиЬ2, в состав которого реагент входит в де-протонированной форме.

С целью подтверждения этого вывода сняты ИК-спектры раствора 14',14'-

дибутилгидразида октановой кислоты (ДБГОК) в гексане и экстракта его комплекса с медью. В спектре ДБГОК есть полоса поглощения валентных колебаний связи К—Н при 3189 см-1, а также полоса поглощения валентных колебаний связи С=0 при 1670 см-1, которые отсутствуют в спектре экстракта его комплекса с Си (II). В нём появляется полоса поглощения при 1570 см-1, соответствующая валентным колебаниям связи С=1Ч. Это свидетельствует о том, что ДБГОК входит в состав комплекса в депротонированной форме. В спектре экстракта нет полос валентных колебаний К—Н молекулы аммиака в области 3200-3400 см-1, что свидетельствует об его отсутствии в составе комплекса.

Данные ИК-спектров подтверждают, что в экстракте содержится незаряженный комплекс, в состав которого реагент входит в депротонированной форме. Его строение можно представить следующей графической формулой:

(Ви)2Ы--N>4

♦ >с—с7н15

/О—Си—О

с7н15—С. |

—:ы(Ви)2

Экстракционное равновесие извлечения катионов Си (II) Ы'.Ы'-диалкилгидразидами из аммиачных растворов можно изобразить уравнением

Си(1ЧНз)42+(В) + 2НЬ(0) ±5 СиЬ2(0) + 21ЧН4+(в) + 21ЧН3(в). (7)

Исходя из уравнения (7), константу экстракции катионов Си (II) рассчитывали по формуле

к [Сиь2][мн;]2[мн3]2 (8)

“ [Си(МН3)2+][НЬ]2

Значения ^ Кех Си (II) в ряду ДАГ2ЭГК даны в табл. 4. С ростом длины алкильных радикалов значения ^ Кех ионов меди (II) несколько возрастают, что может быть связано с увеличением растворимости комплекса в органической фазе (керосин).

Таблица 4

Значения ^ Кех ионов Си (II) соединениями общей формулы С4Н9СН(С2Н5)СО]ЧН]Ч(К)2.

Cnh3 = 0,1 моль/л (Р = 0,95; п = 3-5)

R с2н5 С4Н9 с8н17 PhCH2

lgKex 1,61 ±0,05 1,73 ±0,02 1,8 ±0,1 2,02 ±0,05

В табл. 5 приведены значения ^ Кех Си (II) для соединений ряда ДАГБК и ДГГФУК.

Таблица 5

Значения ^ Кех ионов меди(П) соединениями общей формулы АгСОШШ^г. С\//} =

0,5моль/л, I = 0,2 (КС1) (Р = 0,95; п = 5-7)

Соеди- нение 1 2 3 4 5

Ar Ph Ph Ph Ph PhCH2

R С4Н9 i-C4H9 с6н13 C8H17 C6H13

lg кех 1,4 0,86 1,6 0,95 -0,47

±0,2 ±0,03 ±0,1 ±0,08 ±0,04

Таблица 6

Значения lg Кех ионов Cu (II) соединениями общей формулы «-i-BuC6H4CONHN(R)2.

Cnh3 = 0,5 моль/л, С^н^^о4 = 0,2 моль/л, (Р = 0,95, п = 5-7)

R с4н9 С6н13 С8Н17 СюН21

Растворитель о-ксилол керосин керосин керосин

lgKex 3,6 ±0,1 4,2 ±0,1 4,5 ± 0,2 4,2 ±0,1

Из табл. 5 следует, что соединения 1 и 3 имеют наиболее высокие значения Уве-

личение длины углеводородных радикалов (соединение 4) или их разветвление (соединение 2) вызывают заметное снижение этой величины. Соединение 5 проявляет существенно меньшую экстракционную способность по отношению к ионам Си (II), чем ДАГБК, что связано с нарушением сопряжения фенильно-го радикала со связью С=Ы металлоцикла и, как следствие, уменьшением его прочности.

В табл. 6 суммированы значения 1§Кс; ионов Си (II) для ДАГББК. Из неё видно, что соединения этого ряда более эффективно экстрагируют ионы Си (II), чем ДАГБК. Более высокие экстракционные свойства ДАГББК могут быть связаны с +1-эффектом пара-третбутильного радикала, который увеличивает прочность образующегося медного комплекса.

По эффективности извлечения катионов Си (II) из аммиачных сред исследованные реагенты можно расположить в следующий ряд: Ы'.Ы'-ди-алкилгидразиды пара-

третбутилбензойной > алифатических нераз-ветвлённых > 2-этилгексановой > бензойной > фенилуксусной кислот.

Заключение

Таким образом, гидразиды наиболее эффективно экстрагируют ионы Си (II) и N1 (II) из сернокислых (pH 2—6) и ионы Со (II) из аммиачных сред по координационному механизму в виде положительно заряженных комплексов [М(НЬ)3]2+. Ы'.Ы'-алкилированис существенно меняет экстракционные свойства полученных соединений. Из изученных элементов Ы'.Ы'-диалкилгидразиды (НЬ) проявляют высокую экстракционную способность

лишь по отношению к Cu (II). Область её максимального извлечения сдвигается в сторону более высоких значений pH и концентраций NH3. N'.N'-диалкилгидразиды (HL) экстрагируют ионы Cu (II) по катионообменному механизму в виде внутрикомплексных соединений общей формулы CuL2, где L - депротони-рованная форма реагента.

Библиографический список

1. Sels d'hydrazides, leur preparation et leur utilization, notamment pour l'extraction de métaux de solutions acides ou alcalines. Пат. Франции № 2213271. Int. cl.: С 07 d 109/10; С 22 b 3/00//C 22 b 5/00; С 22 d 1/00. Опубл. 4.1.1974.

2. Способ извлечения металлов из кислых или щелочных растворов экстракцией: а.с. 1136485, МКИ С 22В 3/00/ A.B. Радушев,

H.М. Малышева, P.A. Алекперов, A.C. Безвиненко, Г.А. Павличенко, Б.Д. Хале-зов. СССР.

3. Радушев A.B., Чеканова Л.Г., Гусев В.Ю., Сазонова Е.А. Определение гидразидов и

I,2-ДАГ алифатических карбоновых кислот кондуктометрическим титрованием // ЖАХ. 2000. Т. 55, № 5. С. 496-499.

4. Справочник химика. Л., М.: Хим. литература, 1963. Т. 1. 1072 с.

5. Радушев A.B., Гусев В.Ю., Богомазова Г. С. Экстракция меди, цветных и редких металлов гидразидами карбоновых кислот // ЖНХ. 1992. Т. 37, №.10. С. 2292-2298.

6. Мачхошвили Р.И. Координационные соединения металлов с гидразидами: дис. ... докт. хим. наук. ИОНХ. М., 1983. 457 с.

7. Радушев A.B., Гусев В.Ю., Батуева Т.Д., Богомазова Г.С., Шабалина Л.С., Тырыш-кина В.H., Карманов В.И. Экстракция и

комплексообразование меди (II) с N,N-дигексилбензгидразидом // ЖНХ. 2006. Т. 51, № 12. С. 2096-2099.

8. A. Radushev, V. Gusev, V. Vaulina. Extraction of Copper(II) with N',N'-Dialkylhydrazides of Benzoic and Phenylacetic Acids // Separ. Sci. Technol. 2011. V. 46, № 10. P. 1665-1672.

Батуева Т.Д., Радушев A.B., Гусев В.Ю. Экстракция меди (II) из слабокислых и аммиачных сред N'.N'-диалкил гид-

разидами алифатических карбоновых кислот // ЖПХ. 2009. Т. 82, вып. 11. С. 1850-1854.

9.

EXTRACTION PROPERTIES OF HYDRAZIDES AND N',N'-DIALKYLHYDRAZIDES

V.Yu. Gusev, A.V.Radushev, T.D. Batueva, D.A. Muksinova, V.N. Vaulina

Institute of Technical Chemistry of Ural Branch of RAS. 3, Korolev st., Perm, 614013 E-mail: info@itch.perm.ru

Extraction of nonferrous metals with hydrazides and N 'N'-dialkylhydra-zides. Range of recovery and formulas of complexes extracted have been found. The influence of hydrazides N 'N -alkylation on their extraction properties has been estimated.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Keywords: hydrazides; N',N'-dialkylhydrazides; extraction; nonferrous metals

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.