CC BY
89
Н. Б. Березин, Т. Н. Березина, Ж. В. Межевич,
В. В. Чевела
НОСИТЕЛИ ЗАРЯДОВ В ЭЛЕКТРОЛИТАХ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ЦИНКОВЫХ ПОКРЫТИЙ.
СИСТЕМА ЦИНК (II) - ГЛИЦИН - ВОДА
Ключевые слова: комплексообразование, константы устойчивости, система цинк (II) - глицин - вода.
Исследовано комплексообразование в системе цинк (II) - глицин - вода.
Keywords: Complex formation, stability constants, system zinc (II) - glycine - water.
The complex formation in system zinc (II) - glycine - water is investigated.
Цинковые покрытия широко применяются для защиты от коррозии деталей машин, крепежных изделий, водопроводных труб, работающих в наружной атмосфере различных климатических районов и закрытых помещениях. Как известно, цинковое покрытие является анодным по отношению к черным металлам и защищает сталь от коррозии электрохимически при температурах до 700С, при более высоких температурах -
механически.
Интерес исследователей к использованию глицина в различных электрохимических системах обусловлен уникальностью его свойств и поведения в водных растворах [1]. В зависимости от кислотности раствора глицин сочетает в себе
различные электроно-донорные, мостиковые
(медиаторные) и буферные свойства. Биполярный характер ионов глицина в водных растворах обусловливает возможность адсорбции их как на положительно, так и на отрицательно заряженных поверхностях электрода [2].
Экспериментальная часть
Методика проведения эксперимента приведена в работе [3].
Результаты и их обсуждение
Результаты и их обсуждение
Известно, что глицин, обладая хорошо выраженной координативной способностью с
ионами цинка (II), образует комплексные соединения 2п С!у+ и 2п (01у)2. По данным В. С. Кублановского с сотр. [4], комплекс состава 2п С!у+ образуется при рН > 4,5, а 2п (0!у)2 при рН выше 6. Методом ЯМР С нами было установлено, что в щелочных растворах образуются глицинатные комплексы цинка (II) хелатной структуры [5].
Анализ литературы по
комплексообразованию [6,7] позволяет отметить, что если по составу комплексных соединений 2п (II), как правило, существует единая точка зрения, то по их устойчивости имеются различные сведения. С целью уточнения констант устойчивости глицинатных комплексов цинка (II) был проведён следующий эксперимент.
Образование глицинатных комплексов цинка (II) в данной работе изучали рН-метрическим методом. Экспериментальные данные о зависимости
функции Бьеррума (П) от рН при различных концентрациях цинка (II) 0,05 -г- 0,1 моль/л и глицина 0,05 -г- 0,2 моль/л приведены в таблицах 1-2.
Таблица 1 - Зависимость функции Бьеррума ( n ) от рИ (CZn(ii) - 0 ,05 моль/л, CHGly - 0,05 моль/л)
Сш(іі) Сиоіу рИ; Я -10-2
0,05 0,05 4,36; 0,08
0,0496 0,0496 4,86; 4,02
0,0494 0,0494 5,07; 6,33
0,0492 0,0492 5,19; 8,43
0,0488 0,0488 5,35; 12,64
0,0484 0,0484 5,53; 16,85
0,0481 0,0481 5,69; 21,06
0,0475 0,0475 5,84; 27,38
0,0470 0,0470 5,99; 33,70
0,0466 0,0466 6,10; 38,97
0,0460 0,0460 6,28; 46,34
0,0455 0,0455 6,42; 52,66
0,0448 0,0448 6,59; 61,08
0,0441 0,0441 6,77; 70,56
0,0436 0,0436 6,79; 77,93
Титрование раствора сульфата цинка с глицином проводили 0,2633-молярным раствором гидроксида калия. В таблицах 1-2 использованы следующие обозначения:
Сгп(И) - концентрация ионов цинка (II), моль/л; СНз|У - концентрация глицина, моль/л; П -функция Бьеррума.
Таблица 2 -Зависимость функции Бьеррума (П) от рН (Сгп(іі) = 0,1 моль/л, СИо1у = 0,2 моль/л)
Сщ(іі) Сиоіу рН; Я 10-2
0,1 0,2 4,22; 0,03
0,0996 0,1992 4,30; 0,55
0,0987 0,1974 4,46; 1,75
0,0980 0,1960 4,57; 2,69
0,0973 0,1946 4,67; 3,69
0,0958 0,1916 4,88; 5,79
0,0943 0,1886 5,02; 7,95
0,0928 0,1857 5,16; 10,16
0,0911 0,1821 5,28; 12,90
0,0893 0,1786 5,41; 15,80
0,0879 0,1754 5,51; 18,48
0,0853 0,1706 5,66; 22,64
0,0833 0,1667 5,78; 26,33
0,0806 0,1613 5,94; 31,59
0,0781 0,1563 6,08; 36,86
0,0757 0,1514 6,25; 42,23
0,0735 0,1471 6,39; 47,39
0,0714 0,1429 6,54; 52,66
0,0694 0,1389 6,70; 57,92
0,0676 0,1351 6,86; 63,19
0,0658 0,1316 7,04; 68,45
0,0641 0,1282 7,25; 73,72
0,0625 0,1250 7,47; 78,98
0,0616 0,1234 7,57; 81,62
0,0609 0,1218 7,65; 84,57
Математическая обработка зависимостей (П) от рН позволила получить значения констант устойчивости (Р) глицинатных комплексов цинка (II) (табл. 3).
Таблица 3 - Константы устойчивости
глицинатных комплексов цинка (II). Результаты математической обработки данных рН-метрического титрования
Стехиометрические соотношения ід Р Состав комплексов цинка (II)
гп (II) НСІу Н+
0 1 1 2,35 -
0 1 2 -7,53 -
1 1 2 -2,62 + 0,08 гп сіу+
1 2 4 -5,87 + 0,014 гп(Сіу)2
В таблице 3 значения 1д Р = 2,35 и 1д Р = -7,53 - константы диссоциации протонированной формы глицина.
Из полученных данных следует, что глицинатные комплексы цинка (II) относятся к малоустойчивым соединениям. Это связано с небольшим вкладом электронов ^подуровня в энергию связи центрального иона цинка (II) с лигандами. Невысокая устойчивость
рассматриваемых комплексов отражается и на их электрохимическом поведении. Как было нами показано [8], электрохимическое восстановление глицинатных комплексов цинка (II) происходит при небольшом перенапряжении катодной реакции.
Литература
1. К. Д. Неницеску, Органическая химия т. 2. Иностранная литература, Москва, 1963. 1047 с.
2. В.А. Богдановская, Электрохимия, 29, 4, 441-447, (1993)
3. Н.Б.Березин, Т.Н.Березина, Ж.В.Межевич, Вестник Казан. технолог. ун-та, 15, 19, 53-55, (2012)
4. В.Н. Белинский, В.С. Кублановский, Т.С. Глущак, Украинский хим. журнал, 45, 12, 1157-1160, (1979)
5. Н.Б.Березин, Ж.В.Межевич, Т.Н.Березина,
А.Х.Каримов, И.Г.Хабибуллин, Вестник Казан.
технолог. ун-та. 15, 5, 163-165, (2012)
6. Ю.И. Сальников, А.Н. Глебов, Ф.В. Девятов, Полиядерные комплексы в растворах. Изд-во Казанского ун-та, Казань, 1989. 288 с.
7. Ю.И. Сальников, В.В. Устяк, Журнал неорг. хим., 28, 1, 148-150, (1983)
8. Н.Б.Березин, Т.Н.Березина, Ж.В.Межевич, Вестник Казан. технолог. ун-та. 15, 5, 166-167, (2012)
© Н. Б. Березин - д-р хим. наук, проф. каф. технологии электрохимических производств КНИТУ, berezin@kstu.ru; Т. Н. Березина - магистрант КНИТУ; Ж. В. Межевич - канд. хим. наук, доц. каф. технологии электрохимических производств КНИТУ; В. В. Чевела - д-р хим. наук, проф. каф. неорганической химии К(П)ФУ.
