Комплексоутворення катіонів зd-перехідних металів з силанольними групами кремнезему
The adsorption of 3d transition metal ions from aqueous solutions onto silica surface is considered as surface complexation reactions. The equilibrium reaction constants of surface complex formation are calculated from potentiometric titration data for silica suspensions, which contain metal chlorid...
Збережено в:
| Дата: | 2009 |
|---|---|
| Автор: | |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Російська |
| Опубліковано: |
Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine
2009
|
| Онлайн доступ: | https://surfacezbir.com.ua/index.php/surface/article/view/360 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Surface |
| Завантажити файл: |  |
Репозитарії
Surface| _version_ | 1869291481766821888 |
|---|---|
| author | Vlasova, N. N. |
| author_facet | Vlasova, N. N. |
| author_institution_txt_mv | [
{
"author": "N. N. Vlasova",
"institution": "Інститут хімії поверхні ім. О.О. Чуйка Національної академії наук України"
}
] |
| author_sort | Vlasova, N. N. |
| baseUrl_str | |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2018-11-27T09:39:36Z |
| description | The adsorption of 3d transition metal ions from aqueous solutions onto silica surface is considered as surface complexation reactions. The equilibrium reaction constants of surface complex formation are calculated from potentiometric titration data for silica suspensions, which contain metal chlorides, and metal adsorption curves in dependence of pH. |
| first_indexed | 2025-07-22T19:32:27Z |
| format | Article |
| fulltext |
)jIК 514 72
кОIvIIIЛЕItСОoБРAЗoBA}lpIЕ кATиo ttoB
3 d-IТЕ PЕХoДнЬП( IVIЕTAJIJIOB С сpIлА Ilo..-I Ь H ЬI М И
Г.РУIIIIAVII4 кРЕпfi нЕзЕe[A
I{.Еl. Bлaсовa
Инеnзuпrуrn хuJvruu naвеpхI|{)cmu ol.rw. А.А. ЧуЙко Hоцu,otlальнoй tlкаdе.l,.сuu наук Укpuuньt
у"п. Гarcpaпа Hаулloва i7' 03l64 Кuев-151
е-ша!l : nаtаliе,тlаsoуа@дnlаil. cоm
Аdcopбцuя каn1uoi!Ов tэеpехоёньlх j|'е|i1а-ц/tОв ".lз вodн'ьtх piцсn|ворОs pgсс.||4О$r'pенa с
moчк\t 3pе\tlLs meopuu комnaекcooбpqЗОGgнu't на nовеpхl|oс'ntu' hoнсitlа|i|\1bt pсJ6ii{}вP-сu"Я,
peакцuй о6pазoваниa ncвrpх1|0с|??||ьtх кaцrwtrr:сoв pа..Iшmаньl !10 oа11]!ьi.\| |iо|ilеittltrО-
.I4еmpaческazo mumpoва|l|lя суспeн7uti кpе.мнeзе.т|а, сoоеp}lсащtt7 l|()tlьt меm41.1.J8. 1|
аr)crцlбцuoннь'h' kpuвь|fuL oИpсt'|саюu|u'u Завшс|LMОсI\?ь вел|Iчuн аdсopбцuu uol|oв .1|е||lLL1.1Ов
om pI!.
Eведспие
Мигpaцitя иolloв l!{rтaLЦoв Е IIриpo.ц}lьLк в0Дах I] ПoЧBaх г]J,щlсТвеiltig ЗaBi{с}iT с}т
iIроцесcoB aдcapбцтIи - Дi;;oр6цI{I1 ljla iIФBерХ}Iс,с'гt.i l'v{IlidеPaJIoB Ii сyсП€I{дIиpoBaиrlьrx
ЧaclIlЦ. Поer-rpхнoсть р;lз,цrЛIa фaз мекдy TBrr}ДЬrМ ТrJlol{ ;, BOД.ЕIЬтN{ рaCTB()рoL,{ г..1|'1ЯеT IIa
&tшoI.oт{I{слеIlЕIЬIе lTpoцессьl в род,ной ;'с]iе 11 l]oчBax' 'гaкI4€ кaI{ расТr]OрсItис и oсанt.цеFIие
N{IIЕirpаJIoB' i' ..-Jс]Ioрт зaгpя3EЯ}oщrrХ и Ilи'гaT!."гIьнь]{ 9еrt{rcTB. БО:rьull;нстBo l'iИH€pe-,JB
зеI\4i1Ой кcрЬI яBJIяIoTся си.т1l4кaТatr\4и, 1!х l{oBrpхнoстЬ хaрaктЁLlизvеТся нaТ'{-{иrivj
сиJIaIIоJIЬHЬD( Ip)пE. Bс-'lе,цствие эT0гo IIoBерх}roстЬ paз,цеjra фaз ме;хлу кpеlLJIIезе\4О\,r i.
paсTBop0l'{ ЭлrкTpoлI{Ta чaстo !lсПс!jTЬз}.ется как ]\4о,цеJiЬиas сIiсТемa д"jlя изYчеj-i{ll
BЗaI{модrйсTвия h,{е}i{.цу TBердЬlii.{Ir }r рaсTBopеrr}Iь&tи B вощlой среlце BещесТBaI\{и' Хcтя
кpel{нeзем яBJUtетcя слaбЬ[t-{ aдсорбентoм IIo oTtIoпIrEиIo Ii ltol{an{ n,iеTa.цJIoB Iio срaBнеЕI4Io
c t\pУTIII'/.]rI oкси.цal\4и. Сpеди рaсТBоprIrFIЬDt BещесTB иoЕЬl тятtелЬIх IlfеTaЛ.Eoв IIриЕ,jекe]xjI
нaи6ольIпее Bниn4aнI!о }tз-зa }rх IToTеIlц}IaIIЬI{oй токсичпос1и дJIя окpуя<aюrцей cрrJlьI.
Bзaимодействиe с .IIисIIepIиpoBaIlItьIMи ЧaстицаМIl TBеpдЬD( BещесTB oкaзьIBaеT BJIияIIIiе
IIa 'гpaIIсIIoрT и биологplчrоliие тpансфоpьraцI{и иoI{0B Tя'кrльD( MrT'iLпJIoв. Из1.ненllrо этих
BOIIpoсoB B IIoсJIеДние г0ДьI y,цеlI,!еTся больlшое BtlиМaниr. fo.тгoе Bре}"rя д;UI
кодичественной xapfi(теpисTi,Iк|I Э"Г|4х ПрoцессoB IiсIIoлЬзoBaJIись кoЭффиIl}tеяТьт
paсrrp€.цеJlrниЯ ио}loB мrTaIIЛoB мr)I{дy воДной и твер,Цoй фaзами. Хотя этот l]()jlчo/I
обесtlечивaс. пpямое иЗMrpеIrI{е способнoсти соpбентa yN{еItьшIaTь кoнцеiiтрaцик'
paсTBоpеIll{oгo BrщестBe' rгo эI\dПиpичеaка.я гIpиpoДa не I1oзвoляет исЛojlЬзoвaтЬ
IIOJIуЧеIII{ьIе пapaмr.fpЬI ДЛя дpyГиx более слoжньD( сисTe}d' {рyгоli I1o.Цход сoстoиТ B
oilрe,целеIlии Tер]\{одI{Irawшчесt(иx кoнстaнT комплексoобpaЗoBaЕi{-я lia lloвrpxЦoсTи,
кoтopЬIе oIIисЬIBaIoт оopбциrо к'lI( сеpиЮ специфи.rеских pеакциr? ]!rеж.II.y paсTBOpеI{IlЬIМir
BеIцrсTBЕlb,{и и €lкTиBIIЬi},rи цrI{TрaМI4 iroвеpхI{oсTи tl]' ,цЛя кoЛиllестBеIIIIoгo оIIре.цеЛеIIия
к0}IсТаIIT рaBнoBесия pеaкциЙ кoМIlЛeксooбpaзoB!ЦrиЯ бьlл I{pедJ1O)I{еII ряд
элrкTpосTaТI,IчrскI.IХ п{OДеJIей: Мо,цеJIь цoотoянвoй еil{кoсTи двойного электpиЧескoгo сЛoя
rloвеpхнocrnь. 2009. Bыn. l (16). C. 4 - 13
4
I
(ДЭС) (CсМ), диффyзнaя Мo.цrль ДЭC (DDL)' осIIoвII:lя мo.цеJIЬ Штеpнa (BSM) и
тpеxслойrlaя мo.цеJIь ДЭС (TLpt) Гi _ 5].
Адсopбция иolloB ТюкrлЬIx МrтшIJIoB IIa кpеМIlrЗеn,е в водной сpе,це бьrлa
пpе.цМеToм МIIOГOIIисJIеIIIIЬD( llссjlе.Цoвaний, больrrrишствo из котopьD( ,.p.д.'*o""", u.voнoгpaфии Космyльскoгo [6]" o,цнaкo вьIпоJlIlеIlныr иссJIеД.B:ЦIия oтpa)каIот
з€lиIIтерrсoBaIlносTь aBTopoB кaк B oTIIo[IrI{иI{ сlцpr,цflIgl}IьD( крeмIiезrilII1ЬD(
"opЬ*n'o",тaк I{ oтдедь}IьIx иoHaB MrтaJIJIoB. B нaстoящее BprМя ]py,цно нaйrи pаботy, в *o'оpoй д,Iяo.ЦIroгo }1 тoго Xе TиIta кprмIrеземa бьrлa бы иЗyIеIIa aдсоpбция IIеск9лЬKиХ иolto'
меTаллoB B o.циIlакoBЬDi yсJIoвиЯх' Имеrощиеся ptlзpозrrеrrrrьIr даI{tIьIr по a.цсоp6ци1l }to}IoB
3d.пеpеxоднЬD( N{еTaJIлoB зaЧасTyю TPУдцo сpaBIIIiть ме}l{дy сoбой, oбобщить 14yст€t}Ioвить кaкие-либо зaкollомеptlосTи' сBязьIBaIoщие физико-xI,IмиЧrские '4
aдсоpбционньrе свойствa иo}loв Мет€1ллЬв. B то тtе Bpемя n,*o'i,""," сисТеМaтическиx
эксгIrI}иI{еItтaльЕЬD( ,цaEЁЬD( и Ilх l(oличrстBrЁнaя oцrнкa нeoбхoдлмьl .цля сoзд€lllия
oбщей 6aзьr дaнньpr' нa oсIioваltltи котopой N{o)кнo бьшiо бы пpeдскaзaтЬ поBе.lIеIlие иollo'
I\{еTulJIлoB в бorrее сJlo}l$IьD(> че]r{ пpостьrr oкси,цьI' сисТrмaх.
B нaстoящrй paбoте IIрoве.цеIl0 исследoBal{r{е aдсoфции иoIIoB ДB}1BaJISнTIIЬD(
IIеpехo.цI{ьD( мrтaJIлoB IIa IIoBepХI{oсТи BьIсoкодI.tсIIеpсIIoгo креI\dнrЗе}.la. Кодичественные
xaрaкTrpисTики сBязЬIBaIiI,tя иoнoB меTaJъTоB с сиJIaяольItЬIМи гpyl]ПaМи кpеМнrЗgl,ra
IIoд1пrеньI с исIтoJIь3oB€rние}f эЛекTpoсTaтической Мо.цеJtи IIIтеpнa и IIpoгp'lМI{ЬI GRFIT.
ЭкспеprrrrлеrrтaЛьIlaя ЧaстЬ
B paбoте истIoJIЬзoB€uIи вьIсoкoдисIIrрсньй aмоpфrrьй крrn,rllезеъ,t aэpo-сил A-300
!P_.ry*1 Геpмaния) с yДельной .,ou*p*.'o"i"ю 30E2b ',z., *oop'дьI МеTtlJIлoB СuCl2.
21izО, ZnСl' NiC]z . 6Н2О, СоС12 . 6H2o, МnC|z. 2I1aО, NaCl
.
(Bсе (ч..ц.a.), Fluka'
IIJвейцapия). B кaчествr тIlTрaIrTa ПPI,IмеIIялI,I сTЕtTIДapT-TиТp NaoH (Titri.ot, м.,"t.,
Геpмшrия). Bсе paствоpьl Iiт сyсПеIrзии бьшrи пpигoтoBJIrньI нa бидlсти.тrшlpовaнной воде.
ПoтенциомеTpшIeскoе Tи.tpoBa}Iие оyспеrrзий кprмIlrзrмa, сo"цеpx{alIIиx хлoриДЬ]
]\{rTaJIJloB' пpоBедеI{o ts TеpмOсTaтиpoвaEнoм rtpи 25 t loC pеaктоpе, снaбженном
кoмбинировaнньIl,l эJIекТрo.цoм oт pH.метpa Inоiab pH Lave|.2p (wтт,l Геpмaлгия),
мaшtитшой меrпа,rrtoй и^ тpyбкoй .цля IIpопyск€lIIия apгollа. Содеpтсaниr кpе1vtlrеземa B
сyсПеIrзии сoсTaBJIЯлo. 10 г/л, )iтIopидOB МeT.UIJIоB - 0,5 ммoль/л.
.сy".,"n."Ь
TI{гpoBaJIи
0'0] М paсТBopolvl NaoH. Послe кaжДого добaвления щеJI.IIи сyспffIЗиIo Bьт/{еp)l0{BElл!l ts
TечeнI]tе l0 * 15 мин. I]oказaния pН-меrpa cчиT€utи стaбильнЫи, если B ТrчеIIие l0 миrr
oI{и измff{яJIlIоь не больrце ЧrМ IIa * 0,005 pH. ИзмеpенIIьIе BеЛI{1IиI{ьr pH = * lgaц быrrи
IIеprсЧиTaIIЬI I{a кoIrцеI{гpaци}I IIpoToIlов, _ ig[tГ]' ..o yp*,""".,
*lc[г]:_1gсg+|gy,
T]\e ау _ aкTI{BI{OсTЬэ a T * кoэффициенТЬl актLIBIIосTи IIpoтoIroB, логapифмьr коTopьD('
paссl[иT€lнIrЬIr IIo ypaBIIrниIо {ебaя * Хюккеля [7], состaвлшoт 0,05;0,09 и 0'11.ддя
иоIII{ьD( сип 0,01; 0,05 и 0,i М NaCl сooTBеTсTBrItЕo.
Aдсopбция иоII0B меTЕIJUIoB бььтa изr{еIIa B стaTlДtrскиx yслоBи,Iх IIpи
ТrМIlrрaTypе 2З + 1 oC,. Бьши пpигoтoBJIеIlьI сеpии oбpaзцoв с pазЛиllнЬIпdи 3нaЧениями pH
B иI{ТеpBaJTe от 4 Дo 8, сoдеpжaпще 10 г/л кpеIl{нrЗrмa и 0,5 ммольlл хлopидa *oйu'
Чеpез сyспеIlзI,Iи IIoстoянIIo пpoIIyскtlJIи Toк apгоI{a вo избежaние .кI{сJIеIILIя иoI{oB
I\,IетtIJIJIoB. Знaчrния pH этих oбpазцoв yсTаIraBjII{BаJIи дoбaвлением paсTBoрa щrлoIII4.BьцеpживaлИ" cУcПe],;I}И:и B теч9IIие 1ч и nосле lIpoвеpки знaчеIII.r,I pH отделяrпl
кpемI{езrм центpифyгиpoB€ll{}IrМ (8000 oб/мин, 20 мин). КoIIцеHTpaIIии иO1Ioв метaJIJIоB B
paBEоBесIIьD( paсTBoрirx оIIреДеJIЯЛи метoдo1\{ aтoмнo-aбсоpбционнoй спrщрoскоПиr.I
(SрсIгAAS-300, Varian Aвстpa.тlия). Bелитаны aлсоpбции
"o"o" "..*oB
paссчиTьrB&IIи
IIo рЕlзI{oсTи исxoднoй и paBIIoBeсI{oй кoнцентpaций и BьIp€Dк€rJIи в пpoцеIITЕtx aдсopбции.
Peзyльтaтьr и их обсyrrцение
'Цля кoличественной oцеIiки,цaнньD( IIотенциOмеТpичeскoГo l'lIщoвaIIшI и
адсoФЦиoннЬD( иссJlrдoвarптй былa исIIoЛЬзoвaI{a oснoBЦая I\{o.цеЛь IIIтеpпa кoмIlлrксo.
обpaзовarrия нa lloBеpхtloсти. Paнее бьшrи paссМотреI{ьl BoзI\{оDкItoсTи paзJIичI{ьD(
ЭJIекTpoсTaтичeских мo.целей кoмплeксooбpaзoBllllи]я нa IIoBерхIroсТI{ дЛя кoличесT.
BеIIIIoГ0 oIIис€lI{ия кI.lсJIOт}lЬ'( свoйств BьIсoкo'циcIIrрсIIoгo креl{I{еземa t8]. Бьlло
покa:taЕo' чTo oсIloBIIaя Мoдеnь Штеprra a.цеквaTl{o xapaкTrpизyеT IIpoToЛитиЧеские
свoйствa сиЕaiIoJIЬItЬD( гpytlгI, oгIеpиpyя IIpи эToI\,I небoльurим нaбоpом пapaмеTpoB,
кoТоpьIе иМrIоT опpеделенньй физиuеский сМЬIсл.
B соответствии с Мо.цеЛьlо ШIтepнa нa lloBrprcloc.ги pilздеJIa фaз oксид _ paсTBop
эnектpоJIиTa oyщестByет ДBa с.troЯ: o,Щrl{ * для aдсоpбции IIoтrЦIIиaJI-опpеде;rяrошIж (0-
слой) иoнoв и втopoй * Для aдсopбщии слaбo сBязЬIBaIoIцI{хся llpoТllBoиoнов (p.слoй)
(внyтpенний сл<эй Гедьrдгoльцa, IНP). Удельttой электpичесI(oй rмкостьro Междy ЭTиМ
сJIorМ и IIJIоскOсTьIо ближaйшeго pacцoлoжrниll диффузнoго слoя (внеrпний слой
Гельмгольцa, oi{P) пpенебpегшот, T.lк кЕlк IIоTеIIц}Iaл p-слоя IIpиIlI{МaeTся рaBIIЬIм
пoTеЕциaIIy llaЧaлa диффрнoго олoя. Этa мo,цеJIь щебyет испoJIьзoBaни,l IlескоЛЬIо{х
пapal{еTpoB .цЛЯ oIIисaния иoIrизациI{ IIoBеpХIloaти oкси.цa. B слуlaе кprh{нrзrмa
кoЛичrсTBo эTI{x ПФaмrTpoB yl\drIIЬIIIarTся' T€lк как I]oвеpxIIoсTЬ щpеI\dl{езеМa B oтjll]tllиr oT
бoльrrшlнствa oкси.цoв, Зapя}кeнa oтpицaтrJlьIto Bo вcrм I{rrтrpBulJlе pН oт 3 дo 8.
Пpо'гoниpoвaяIliе сI{ЛaIIOJIЬIrьD( Гр}rЦIr, есЛи и цpoисхolц{т' то IIpи oчеI'Ь ltизкIlгx знaчrllиx
pH. Это дoПyщеI{иr IIозBоJI,{еT It€ yrI,ITЬIBaTЬ pеакци}I lrpoтo}Iиpoвaния сиJI.IIIоJIьIIьD(
гpyIIп и сBя3ьIB€IIIие IIpoTоIIиpoBаIlIIЬD( сI4IIЕIIIOЛьIIьD( грytltl с aIIиoI{aми фонoвого
эЛrкЦ)oЛиTa' .{rrя кoлииествsнной хapaктеpистики ПрoToJIиT}IЧrскЕx и aдсopбЦионньп<
оBoйсТB Кprм}Irзrl\лa неoбxо.щамо зrrallиr TaкI{х пapaмеTpоB, цак yдrJьIrаJl ПoBеpxнoсTь,
кOнцrIilрaция фyнкuиoн.lJIЬньD( гpyпII I{JII{ ]IЛoTIIoстЬ €IкTиBIIьIх цrнщoB и rмкoсть
,Цвойrroго эЛекTриЧrcкoго сJIoя. oбсyжлениrо эткх BеJII{.Iиц бьlло yДеJIrIIo ;IостaToIII{oе
BEимaние в paботе t8]. Bелrлчlrньr плoтHoсTIt сиJI€llIoлЬIIьD( ГPУпп, коIIсTaнт I]tx
диссoЦиaЦии и сBязьIвaн}Iя с иoнaМи IIaЦ)ия, a Taк)Itе rt\{кoсти двойнoго эЛектpичrскoгo
сJIOяJ исIIOJIьзоBaIIньIе ,цJIЯ Мo,цеJIиpоBaIII.tя кoмrrлексобpaЗoвal{}Iя кaтиolloB пepеxo,ilдьD(
метtuIJIoB' IIpeдст.lBJIеIIьr в тaбл. 1. ПpиведеньI Taкжr к0IIсT€IIIтЬI ги.Цpoлизa изуIеIIIrЬIх
I{oIloB MеTIUIJIоB' кol'opЬIе уIиТыB€lIoTся IIрII pacчстax кOнcT€ш{Т paBнoBeсшl pеaкцIй
обpaзовarrия IIoBepxноспrЬD( кo},fiIлексoB.
Taблшцa 1. Пapамeтpьr, исIIоJIьзoBaнI{ьIе дJIя I\{oДеJIиpoBaЕия pеaкций коN{IIJIексooбрaзо-
BaIIи,I иoнoB метzlJtJIoB нa IIоBеpxности кpеI\,IIIеземa.
Pеarqии B paстBopе lsK t9l
Cu Zn Сo Ni Мn
Me2n +oT1- <> Mе(ОH)- (1)
Mе2* +2aъr +> Mе(ОI1'1, Q)
Me(I1,О)2,- <+ Mе(H,О),"-l) (oн)* +tI' (3)
6,з
I 1 ,8
--'7,7
5,0
1 1 , 1
-9,0
4,3
9,2
-9,7
a 1
9,0
-9,9
З,4
5,8
-10,6
Pеaкции нa ПоBеpxIroсTи lsK * 0.05 Г8l
: sioн <+= Sio- +H-
: sioн + Na* +>= Sio_Na* +}I*
, 7 <
-7,4
Концеrrгpaция cI{ЛaнojIьHЬD( грytIII 0.5 ммorъ/г
Емкость дBойIroгo эЛrкTpиЧrскoгo сJIoЯ t.2Фh,(
Pезyльтaтьr IIoтеIIцI{OмrTpичеcкoго TиТpoBa}IиЯ сyспензий кPrмнrзrмa сoдержa-
щtx иo11ьI 1\{еT€шIJIoB' IIpеtсТ€lBЛены Ira pис. 1' из котopoгo Bи.ц}Io' ЧTo кpI{BьIе TIITpoBaIIия
6
с\ сilензий. сoдеp)кalцих I{0I{ЬI lvlетсtллoв' тIрохo.цЯT IiIl)I(е' чrI\{ кpиBая TиTрSBaIU]я
с\ с:IеIIЗ}iи сaN4огo кpеМIrезе\\a. Это о6ъясняеТсЯ вьIДеJI€нием б6;rьrпег0 кoлИ*irсTBа
iiГс.тoIIoB, T.е. взaиМol(ействием llоIiOB I'{еTа]'IлоB с сIIлaI{ольIIьIМI{ Гp}TIiIa}'и кpеIvlllеЗеN{a.
Ilaибoльiпее IIоIIиI<еI{ие кpивьrХ TI{тpoBaниЯ нaбЛroДaеTся д*
"уй"n.ий,
со/{еpжalцих
IloнЬI меди I,1 циЕкa' Пpor{e}кyтОчIloе tloло)кеItие Зaн}IМaют кpиBЬIе ти.гpoвaния сycuе11Зий
B ПpисyтсТвиI4 иolioв }i}Iкеля и кoбaтьтa, пpIсIеп,I .цBе lloсJlr.цЦttr кpиBЬIе IIрaкTriтIески
сoBIIa/цaюT Дpyг с ,цp}тoM.
2
\ , / , 1
" ! ;, . ! o ' r u
a
* r t
3
(l)
Рис. 1. Кpтiвьlе I]ОТеiiциoмrтpичеcкоiо
TI{TpoBaнI-Iя сyсIlеirзxiй креN,{IrеЗе-
Мa(/) ?i егo с}.Iесей с ХлоpиДaМI{
ЕIиксJI'I (2), ьtaргairцa (3), циrrкa
(4) и меди (5) рaствоpом 0.01 М
NaoH (ионHaя' с'4I1a - 0,1 M
NaСl). Конuентрашия кpе,МнеЗе-
Мa I0 Г/Л, кOItЦrIlTрaция
хj10pи.цa N-{еTaJ]лa . 0,5 ммoльДr.
Pис' 2. Концентpацки I]poToЕ[OB' BЬI.цеЛl{Io-
щихся гIрI4 TIiтpoBаIrии сyспеIrЗий
кprМнезrL{a, сo,цеp)I{аrтIиХ иOIIьI
]\,fеДI,I (/), циirкa (2), кобaльтa (3),
никrЛя (4) ll мщraнцa (5) (ионнaя
сIilЛa _ 0,l N{ NaСl). Cимвольr -
эксIi€pиelrнT€шIЬ!{ьIе то!lки' JIиIIии *
paссчиTalll{ьlе по эJlектpocтaтEчrct
к0й Мo.цеJIи Штеpнa кpI]tBьIе.
j . C О ' ,
a . )
a
- , - , C "
--
0 1000 2o0о зc00 4000
V(NaoFl), мкл
}1олуuенньте ДaнI{Ьrе 6ьr,rи исшолЬЗoвaltЬ] .цЛfl paсчrTa кoIlцеI{TpaцI{й пpoтoнов,
Bьт/{едяloщиxся B paсTBop, Qц {lаоль/л), Пo ypaBlrrlrиЮ:
Q" = (у' :JэщqЦ_Lщ:i:&С, )' (I.,nцт- (4)
rдe Yo - oбъем оyспензии (л), взятьй дJUl TиTpoBarrм, Vu * объом Добaв.ценнoй ЩеJroЧи
(л) с конценTрaцией C,(моль/ф" |0H-]и [}i"] _ paBIIoBeоIiЬrе к'IIцеIiТpaIIии иoЕoв
гиДpоксI{лa и IIpoToI{oB (мoль/лJ. изMеряеI\{ьIе iloTенциol\4е1рическi.l. Зaвисимoсти
кollцегIтpaциI.l BьI,цеJUIюIцихсЯ прoTоiloв oт pН д;rя сyспензиil креMII93еМa' сo.цеp)кaщихpaЗлиriньIе I{OI{ЬI j\{еT€IJIJ]0B' IIреДcТatsлеItьI нa pиc.2. Bьr.цеlение rlpo1gll63 яtsляется
сJIr.цс.гв}iеIv{ реaкций .циссoциaции сиjl.lнoЛЬtlЬIx гpyrn и взaимодейсrъия их с иoнa*lli
МеТaJ'iЛ{]B.
Q", ммоль/л
2.4
в Jc[H.j
^ a a
** ; ' *
Peзyльтaтьr изуIeHия aдсopбции иotloB мет€lJIлoB IIa пoвеpxнoсTи кprмнеземa I{з
BoдItьtx paстBоpoB B 3aBисиМoсти oт pH пpe.цстaвЛrlrЬI IIa pиc.3. Кaк и ддя дрyгиx
oксидoB' взaимoдействие Меx(.цy кpеМtleЗеМol\{ и иoIIaМи мrтaлЛoB сyщестBеi{нo зaBисиТ
от pH' C о.цной стоpollЬI' пoвepхнocтньй зapяД и эЛelсгpиllеский пoтенци€L]I кpемIiсзеI\{a
oпprДеJUIIoTся praкция},{и деиoHизaции пoBеpxIroсTIIЬD( сI.t,JIilIloJlЬIIЬD( гpyIIп и aдсоpбцией
}IoIIoB эЛекTpoлиТоts. С дpyгoй сTopoIIьI' pеaкции.гI{.цpoJlизa иoиoB п{еTaллoB oIIрrДrJIяIот
иx сBoйсTBa и сoсТaB вo.цIlЬD( paсTBopoB. Кolrстaнтьr pеaкuий гидpолI,Iзa акBa-иoIloB
изyчeIrI{ьIx Мет'lJIЛoB пpI{Bе,ценьI B TaбД. 1. HеобxoдиI\{o у{lITЬlBaтЬ этI' яBления IIp}I
I4З:Y'еъIIII4 aдсopбции IloIIoB МеTaллoB нa IIoBepжIoсTи oксидoв в зЕtBисимoсти oт pH
paоTBоpa. Фopмa адсоpбциoнной кpивoй, ощaжarощей зaвиcимoсть aдcopбции oт pH,
яBЛяrтся глaвнoй xapaктсpисTикoй взацмoдействи'I иolloв мет€lJlJIoB с IIoBеpхнoстьIо.
тBrp'цoгo TеJIa.
Из pис. 3 видно, тго 4дсоpбция р€BJIиЧнЬD( Itoнoв IIaчиIIz}eTсЯ IIpи .цoсTижrIIии
оIrpе.цeJIеI{нoгo Знaчll{ия p[I, пoсле кoTopoгo BeЛитинa адсоpбции peзкo yBrJII,ltIиBaется.
Пo ве'лиwtнш pнso, кoтopьIr xapaктеprrзyloт зIIaчеItиlI PН, пPи кoTopoМ 50 0/o ионов
I\{eТaJIJra адсopбиpyются нa ЦoBrрхI{oсти, иссJIrДyеl\.{ЬIе I{oIIЬI I\{eTaJIлоB мo)rcIo
paспоЛo)кl{TЬ B слrдyloщий pял: Cu (pI{50 6,0) < Zn (6,5) < Co (6,8) < Ni (7,0) < Мn (7,4),
T.е' EоI{ЬI Мr'щ cBязыв€lIoTсЯ с сиJIaнoльItыl\{и гpyЦIIaмI,I кprмIlеземa цaибoЛее IIpoчIIo, a
IIaимrI{ее стaбиrtьньIе кoмпJIrксьI oбpaзyrот иoI{ьI мapГal{цa.
S -lsttt'1 4 s .ЦIIrl
Pис.3. 3aвисимость aдсopбции ио}IoB мrтaJIJIoB из BодIIьD( paстBopoB IIa IIoBrpхнoсти
крrMIIезrмa oт pН: с _ кoбаrrьтa (1), никеля (2), мapгaнцa {3); б _ меД{ (l) и
цинкa (2). Cимвoльr _ экcпrpиI\{rнTaJIЬIIЬIe BеJIиIIины 4дсopбци|4.' !1I1Е,;|1u], _ рaсс'чи-
тaI{IiьIе а,цсоpбЦиoнньIс щ)иBыr. (B с.lгyтaе адсopбции иoHoB ц!шкa пoкaзшrьr 2
aдсopбциoнrrые цpивьIе' paссllитzш{tlьir дJIя Еyх paзJIшrшьDr нaбоpов кoIIсTaIrT.).
Кoдичественнoe мo.цrдцpoвaние aдсopбциIt иoIIoB меT€IJI;IоB' т.e. oпрr.цeЛеItI,Iе
коIrсTaнT paBIIoBесI.ш' тpебyет выбоpa pеакций кot*шlлексooбp.u}oв€ш{иJl IIa IIoBеpxIIoсTTI,
oIIисыB{lIощlЦ взalпrlодействие иolloв I{rтaJIJIoв с фyнlotиoI{аJIьIlьIми гpyllпaми
кpеMнrзel\da.
Moжнo пprдПoлo2киTь Bзaимодeйствиe и0Еa МeтaJIJIa с o,щr0й сиJIaIro]ЬIroй
гpyппoй (oбpaзовaпие мolloдeнТaтI{огo кoмплексa):
= SioH + i1e'* <+= SioМe* +H* .
6 7
б
(s)
А,хcopбl1:я'YoАдcop6цlltя'Уo
связьlванtr oдЕoго I{oIIa меTаllJIa с,цB}.1\{я сI,IJI€II{0льI{ьIIVIи
бrr;lеrrгaтвoго комплексa) :
грyIIIIaми (обpaзoвание
2 = SioH + Mе"* <+= (SiО),Mе l2H* '
a тarокr обpaзoваrrиr кoМIIЛексa' B кoтopoм с оДнoй силаrrоrьнoй гpyппой Bз:lиМo-
лействyет ги.цpojlиЗовaflный иош МеТaллa:
=SioH+ Mе2* +H,o <+=sio]иreoH+2F{* ' 0\
Если pеaкции oбpaзoвaния МoIIo. и бидентaтногo кoмпJIексoB oTличaIоTся пo кoл1rчесТвy
BЬЦеJUIIоIциХся IIpoтoIloB (один или двa), тo стеxиoМеTpltя 11о llрoтoнaм 'цJI'I pеaкций
о6paзoвaния гI{.цpоксo- и бидентaтнoго кoмIUIексa oдиЦaкoBa' Taк кaк в oбoих сJгуr3л< нa
oдин aдсоpбиpytощийся I{оII МеTаlл]Ia BЬI,цеlUlеTся 2 пpотoнa. Хотя в сЛyчaе бидентaтrrой
кoop.циIIациLI оба пpотонa oтщrIIJUIIoтся oT сиJIaI{оJIъIIьIх гPУшп, a ,цля pеaкции
обpазoвания гидpoксoкoмплексa o.циII из IIpoToI{oB оTщeIIJUIеTся tlт МoЛrкyлЬI Bo.цЬI Bо
внyгpенней кoopДиIlaциoнной сфеpе aкBa.иoнa МrTaллa.
Baжньтм яBJIяеTся BoIIpoс об отнеcении иoIIa \{еТ€lJIлa к oпpе.целеIrвoй плоскoсти
двoйного эЛeк1pическoгo слoЯ' т.е. вьlбоp l,tr)qцy вII}'Tpи. и внеurнесферIlьIм кoI\,1IIДrксоМ.
CпектpоскопIIчrскими МrToд€lми Г10*13] былo yстaнoвJlrlto, IIгo иoI{ьI Пеpеxo.цIlЬIх
МеT€IJIJIOB oбpaзJтот внyrpисфеpньlr кoI!{ПлексЬI' T.r. иoll метaJUIa paспoJlaгaеTся B
IrеIloсpеДстBeнrrой близосTI{ от lloBеpxнoстl{ Oкси]Ia и взaимодейсTByeT с фyнкuио-
I{:шьI{ЬIп,Iи гpyпII€lп,Iи IIоBеpхIloсTи. BнеiпнесфrpнЬIе кo]\,{плексьr обpазyЮтся IIo тиПy
иollriЬD( IIap' T.е. иoтl i\{етa!'IJIa рaсilOлon{rн нa некoTopoN,I paссToяllии оT IIoBерxIloстItЬLx
фylrкционаrьIlьгх грyIIп и Мo)I(еT бьrгь отдeлеIl oT llll'r одI{иМ или бoлее сЛOeм МoJIrк-Yn
вoдьr. Тaкие коМIIлексЬI обpaзyrот ионьr фoновьrx элекТpоJII.ITоB' B.цzш{ttoМ сJryчar KaTиoIlЬI
IrаfpLIЯ. с сиJIaяoЛьIiьII\,Iи гp}.шII.lМи lroBrpхлости кpемIlrзfl!{a" Констaнтьr paBI{oBrсия
реaкций B TaкоМ слyчае Bьlро!(aloТся p€tЗлиtII{ьI]t{и yp€tBIIrlrI{J{МIr ДЛЯ BЕyTpI{- и
внеrшнесфеpньп< кol,tllJrrксов: oII!{ сoBIIa,цaют в тoй чaсTи yp€lвIirния, кoToрa,1
сoотBrTсTByrт зaкol{у действytощиK мaсс, и oтJiичaloТся втоpой сOстaBJUIIощей, котоpaя
)€paкTrpизyrт BлиянI{r 'двойнoго эjlскТpиЧrскoго сJIoя. Кoсвенным IIoДfBеp)кдeнI4еМ
обpaзоваrrия внyгpисфеpнЬIx кo[{пJIексoB яBJIяеTс.,I тот фшсг, чTo BrлlrЧI.rЕы aдсoрбции
иoIIoB I{cсJleДyеI\,IЬD( меTiIJIJIоB I1l зtlBltсяТ oт иoнной сильr. Пoэrюмy в дaнной paботе
paссMaТpl,rBalотся pеaкЦии' пpoТек.lilие кoТopьIx ПpиBo.циТ к образовaниro внyщисфеpньгx
кoмI]JIексoB.
Коrтстaнтьr paBIIoBеси'I pеalщий (5) _ (7) вЬlpalкaIоТся сЛrДyющими yрaBIIе}II.tяIvr:
(6)
li,* = lр-ЦД&-JlЦ-l ехp(ЛYo / ЛI)-
[SioH]{Мс"]
.,ь. _ [(Sio)2 Mеl[tl-],,', *
lsЮн],[,и."1
(монодентaтньrй кoмплекс),
(бидентaтньrй комIIJIекс),
Coчетaние эксIIеpиI!{ентaJIЬI{ЬD( дЕшIньD( IIo TитpoBull{иIo сyспеIIзий кpемнеземa и
aдсopбции иoItоB It{lтaJIЛoB tlo3BoJrяrт сДелaтЬ вьlбор междy praкцияМи, уiиTЬIBtUI Irе
тoЛько вrJIичlttIьI aДсоpбции, Ilo Pr кoItцеItTРaЦии BЬЦeJIяIoщихся IIpoтоIIoB. Пoдбоp
кoI{сTaнT paBIIoBеси,I pеaкций кoмплексoобpa:}оBallия бьrл вьrпоrп.rеIl с испoльзоBaIII,rе]\.l
пpoгpllммьI GRFIT [14] тaким обpaзoМ' чтoбьt с экспсpI{мsIrTaЛьIlьIl,tи ,цaIIIIЬIМI{ кaк
il{о)шlo JtrIПIr сoBIIaда,'Iи }Ie ToJIькo адсоpбциотrнЬIr KривьIr, нo и кpиBьIе TиТpoBaIIи,l
суспензий кpeмrrезrМa. Конценщaции BЬIдеJI'шoщI{хся IIpoтoI{оB' paссElI{TtlнIIЬIе IIo
ypaBIrrIIию (4)' мoгyг бьrть выpaженьr бшraнсoBЬIl\{ yp€lBIIеIIие]\{' BкJIIочtlIoщим Bсе
чaсTицьц oбpазoвaпие кoтopьIx сoПpоBo)I{дaеTся oтщсIIЛсHиrМ IlpoТoнa:
0" : [sio_] + [Sio_Na-] + [SiОMе-l+2|(Sio),Мe] + 2[sioмeol{]. (8)
Pис. 4. Рaзличньlr тиIIьI Btlyгpисферньг< коr'rп-
ЛекоoB иoIIoв ЦrprхoДIlьIx h{ет.lJtJIoB нa
IIoBеpхI{oсТи кprп,IЦеЗrМa: Мolto.цeн.
тaтньй кo}tпJIекс {m), гидpoксo-
кoluIIJIeKс (lz), бидентaтньй кoмплекс
(b). (ДJIfl IIpoстoТЬI нa pi{сylrке
пoкaзaliЬI I{е всr МoJiекyJrЬI Bo,ФI B
кoopди-нaцIlонной сфеpе металla).
.. Ф
'.*:A
Пpи paс'rетaх кoI{cTaIIт paBIIoBrсия pеaкuий комплекоообpaзоBЕlIIиJI lra пoвеpх-
Iloсти oк€lзtlJloсь, чтO нtlI.IJIyчIIIеr сooTBeтсTBиr эксIIеpиI\{еIIт.IлЬIiьIх и paсcчиT.lltllьD(
I(pиBьD( Tl,ITрoBaIil,Iя и a.цсоpбции .цoстигaется ,ц.lrя 2 нaбоpов pеaкций: обpазoвaние
L/roнo.цеIITаTIloгo и бидентaTнoго кo},lllлексoв }lJIи lltoн0.цrнтaTlloгo It гиДpoксoкoмIlлексa.
Pеrшение системьI' сoстоящей из 'Iprх ypaвнений кoмпдексoобp:BoBal{ll,l' oкаЗалoсь
IIrBoзмo)кtIьIм. Пoлyченные коIIсTaI{TЬI pzlвнoBесиll IIpиBедеIIЬI в тaбл. 2 в ьиДe Дьух
нaбоpoв ,I$U{ кoМIulексooбрaзoваrrия иolI0B rv{еди и циIIкa, IIpи эTo]!{ кoЕсТaЕтa yстой'*r-
вoсти ]t4o}IoдснТaTlioгo кoмпjtексa ПpакTl,rчеcки oдиI{€lкoBa Для oбошt нaбоpов кoIiсTitIlT.
Сделaть выбop мrт(Дy 2 нaбоpaми pеaкuийtомuлекоoобpaзoвaния иolroB ме,цI{ и Цинкa
зaTpyДIrиTrлЬIIo' ПоокoJIЬкy BеJIиIIиЕa' 1 =
"tzа, f м , Пpе.цcTaBJltroщaя сoбoй сpеДIIrкBa,ц-
рaTI,IтIIIoе oTItJIoнrЕие эксIIер!ФrеIIT€IJIьIIЬD( знaчеIIиЙ от теоpeтпнески p€lссqитaнньD('
IIр€lкTичrски oдднtlкoBa дrя обoиx нaбopoв tIoJryЧrнIIътK кoнстaIIT. !ля алсopбuии иoIIoB
I{икеJUI и кoбшlьтa бьшrи paсо.ш,lTal{ы BrлиlIи}IЬl коIIсT€IIIT тoJIькo ДЛlI o.цI{oГo нaбopa'
сoЧеTulloщeго oбpазовarтие мoIIодеI{TaTItoгo и гg,цpoкgoкoldПЛе,кca. B сгyчaе aдсopбции
иolloB мapгаIlцa МaтеМaТиЧескrи oбpaбoткa кpI.IBьгx тI,ITрoBa}Iи'I и адоopбции цpиBодЕIт
ToJIЬкo к oДIroп[y ypaBIrеIIиIo oбpaзовarшя мol{o.цеETaтнoгo кoМЕIrексa.
Hеoбхoдимo oTIr{еTиTЬ' чTо кoIIсTaIIтa yстoйкивости би,цеrrтaTнoгo коМпJIrксa с
}п{aсТиеl{ 2 силaнoльнЕ,D( гpyпrl BЬIp€DкaеТся зal(oнo},r действJтоIциx ]\,Iaсс' кoтopьй сo.цеp.
)Iu,IT кoIflIеI{тpaIЦ,IIo сI{лaIIoJIьI{Ь'D( гpyпп Bo втopoй сTеIIени. Этo не сoвcеМ пр€lBильIIo с
ToIIк!{ зpеI{ия xиIvlии кoop,циIIaциoIiI{ьD( сoединeний, гIoсколькy IIpи лобoй деIIтaTIIoсти
JIиг€lн.цa егo кoI{цеIIЦ)ация B ypaвrrеI{ии кoIIсT.ш{тьI yстойшвoсти IIpиBoдиTся в пеpвой
сТепеHI.I. Oдraко ПpoЦpal{мЬI paсЧетa кoнстaIIT котvrплексoобpaзoвzlllия в гетеpoгеннoй
10
сисТеме нr мoгyт }честЬ эToгo p€lзлI{tII{я. Можнo бьшо бьr BЬiрt}зиTь кoнцeшTрaциIо
сиJIaноJIЬIIьD( гpyпп I€к пoлoBиIIH}.ю oт oбщей IIлoTlloсТи футкциoнaльЕьD( |pyIIп,
IIоскoЛЬIty BеpoЯтнoсTЬ сBязЬIBaни,I o.цIloгo иoEa Мет.lJIJIa c ДByA{я гpyullaми )Д!!еHьInaеTсяв 2 paзa. Fiaбop кoнстaнт paвI{оBесия pеaкций обpaзoвaния 'Ь"oдЁn'u'"oгo и гидрокco.
коl\{Ilлrксa Пpr.ЦсTaвJUIrтcя более pеtu!ЬIrьIм' xoтя гIри tTo]t,! нrJIЬзя исI(ЛIочI{Tь
BoзIr{o)l(tlостЬ тoгo' Ч'тo нa сaт\dоМ /цeЛе иoH \{rTaлJ]a сBя3aII с .цByi!/я сиJraIroJIьI{ЬI}лl {p}TI-IIaMk7 |4 oбa пpoтоЕIa OTщеIUиIотся oT эTI]D( фyнкционaльIIЬD( гpyrlli" B этoм сйaе
I(oм1Iлекс' oбозrraченньпт кaк ги'цpoксoкo}flLilrкс, мо)I(еT бьпъ нa сaмoм .цеЛе
биДентaтчьь,t.
Taблица 2. Констarrтьl рaBIIoBесия pеaкций комплексообpЕrзоBtl}Iи'I нa IIoBеpxIloсTи
кpr}fiIrЗrмa.
Учrт констаrrтьr I{oItI,IзaциI{ сI]шaЕoлЬIlьD( грyIlii B }ptlBЕе}Il.fj{x (5) - (7) ПpиBo,циT к
кo!{сTaI{T€lМ yстой.rнвoсти мoно-' бидентaтнoго и Ги.цр0I(сoкoIr,IIIлrксoB иoI{oB меTaJIлoB с
диссoцииpoвtlllllьIl,rи сI{лaЕoJIьIlьIЬ{и Гp}TIIIaми (тaбл. 3). B paбoтаx [9, 15, 16] выскaзaнo
пprlщoЛо)I(ениr' IIтo B€JIичиньI кaEстaIIT yстoйшlвoсти iloBеpхi{oсTньгх кoмIIлrксoB
.цоJDKIIЬI кoppeДиpoBaTЬ с кoнстaЕтa]\{и у,стoйвивости гиДрoксoкo]\4плrксoB Tсх )I(е иoIIoB
МeTал]IoB' oбpaзyоlщrхся B paсTъopr' пoскоJIьI{y в обоrд< сJгy'{аlD( иoll }rrTaJTJIa
взaимо.цействyеT с гидpоксильной ryyппой. Hесoмненrro, Тaкоr с0oТвеTстBие lur)Iiдy
BffII{rIиII€lМи кoнcTаIlт нaб.тподaется: чем IIpoIIIIеe кoMIIлeко иoIIa мrTaJIJIa с ГIтдpoксиJтЬ-
Irlши грyпПами, те1i,{ вьIIIIе yстойтгrвость rгo комIIЛексa с сиJIaнoJIьнЬIIvtи гp1т'шarяи. ГIpи
эTом кo1\,IплrксьI и0IIоB D{eТaJUIoB с IIoBepюloсTI{ЬIми сиJI6!н0лЬI{ьII\,{и гpyllп€lп{и кaк моно-,
тaк и би.центaTЕь]е' менее yстoй.шBЬl' Чем соoтBrTсTByIоIциe гидpoксoкoмпJlrксЬI в
paсTBopе.
Taблицa 3. Констaн'гьr yстойшвости IIоBерxIIосТ}IьD( кoI\.fтlJIексoB I{oIIoB мeШшUIoB с
Cpавнениe кollсТ€lнт yстoйшlвооти IloBrpж{oсТIIЬD{ I!,{OI{oдеIITaтI{oгo и Гидpoксo.
rorдUЕксoB IIoЗBoЛЯет oцrнитЬ кoIlсTilIITy paBI{oBесия pеaкции ги.цpoлиЗa aдсoрбщован.
Itoгo вa lloвrpшtoсTll I(prмнезri"Ia иoIIa МеT€uIпa (тaбл. 3, yрЕtBIIeI{ие 12). Полу.rенньlе
веЛxItIlЕЬI IIoкaзьIвaIoт' чTo ги.цpoIrиз aдсоpбиpовaнIiЬТx и0I{oB меT:lJUloB oблеrчagтся пo
1 l
Реaкции нa iIoBrpшIoстI4 isK + 0,05
Cu' Zn Сo,* Nr- Мn"'
нaoop YDtiBII(:ний (fi и (6)
oбразoвaние МoI{о.цеI{TaTI{oгo кoN,{IIдексa
oбpщованиe бидентaтнoго коМIIЛексa
- 4,10
-7.52
* 4,з6
- 8,55
Еaoоp yptlBllt :ний (fi и (7)
oбрaзовaние llfloнo,цeнTaтнoгo кoh.lIIJIекоa
oбpaзoвarrие гI,I.цpoксoкoМIIJIеI(сa
- 4,00
- 9.98
- А .7 . )
* 11.64
- 4,76
- 1з,45
- 4,96
- |з,72
- 5,58
сIlл€lIIoJIьцьIIllи гpyПIIaп{ЕI кpемI{е3еМa.
Реaкщии Ira пoBrpшIoсTT,l lsK + 0.05
Cu zf' Co'* Ni 1\4n-
= SiО_ + Mе.* э= Sio,l1e" (9)
= Sio- + llе2* +ОH_ о= SiО:}1eoH (10)
2(= Sio_) + Mе2* <+= (Sio),nr'e (l1)
= SioМe(Н'o); ё= SiOиe(oн)(н,o).,-,, + H- (12)
з,50
5,18
7,49
5,98
3,18
4,86
6,54
'7 11
t '7d.
з,75
8,69
2,54
3,68
8,76
1,92
сp€lBнeIIиIo с aкBa-иoЕalvtи (тaбл. l, ypaвнениe 3), т.е. гI,IдpoJIиз a,ЦсоpбиpовaннЬD( иol{oв
Ir{rTаJUIoB ЕallинaeTся пpи 6oлeе IIизких знaчеIIиях pH, .rем это наблюдaется B paстBоpе.
Bьrвoдьr
Paссryтaяньrе коI{cTaЕтьI pzlBltoвесия pеaкций нa IIoBеpхIroсти пo,цTBеpж.цtlloт, чTo
yстoй'rивость кoмIIлексoB кaтиоIloв 3d.пеpеxодньx МrTaЛдoB, обpaзyюш1ихся в
pезyлЬтaтr BзаI,Il{oдeйстBI{,I с сиJIеlIIoльIrЬrми Ip}тП.lми щpемнeземa измеIi,lетоя B Toм )ке
pя'цy, что и yстoйтIиBoсть ги,цpоксoкомIIлексов тox xtе !{oяoB мeтaJUIoB B paстBopе:
Сu> Z.n> Co > Ni > Мn. BзaимoдeйстBие иotlоB MеTaлJIоB с сиJIaEоJIЬЕьB{II гp}тrIIaмIr
кprмIlrзeмa пpиBодиT к изменеrIиIo lтх свoйсrв: ГIrдpoJIиз aдсоp6иpовaнньD( Цoнoв .
I\4етaJUIоB нalIиIIarТся пpи il{еЕЬIIIиx 3IIaчеI{и,tх рH, vем гIrдрoJIиз этIТx I{oIloB l!{еTtlлJIoB B
paстBopе.
Литeрaтypa
1. Daйs J.A., Kеnt D.B. Surfaсе сomplеxation modеling in aquеоus gеoсhеmisф // Rеv.
Мinетal' _ 1990. _v. 2з, _ Р' 1,l'7 - 260.
2. Wеstall J.C., Flohl I{. A соmpaгison оf еleсtrostatiс mоdеls for thе оxidе/sоlutiоn intеrfaсе
// Аdуarl. Cоllоid Intеrfaсе Sсi. * 1980. * v. 12. _P.265 _294.
з, Kоretsky C. Thе signifiсаnсе оf surfaсе сomplехation rеaсtions in hydrolоgiс systеms: a
gеoсhеmist's рrspесtivе ii J. Hydrоlog. _2000. _У' 2ЗО. _ P. |2,7 - |7 \.
4' Liitzеnkirсhеn J., Boily J.-F., Sjёbеrg S. Current appliсatiоn of and futцrе rеquiтеmеnts fоr
surfaсe соmplеxation mоdеls |l Сurr. Tоpiсs in Cоll. Interfaсe Sсi. _ 2002. _ v. 5. * P. 157
- 190.
5. surfaсе Cоmplеxatiоn Мodеlling |Еd'. I. Liitzеnkirсhеn. _ Amst;rrdam: Еlsеviет, 2aa6. -
652 p.
6. Kosmulski М. Chеmiсаl prоpеrtiеs оf matеrial surfaсеs. - N. Y. - Basеl: Мarсеl Dеkkеr,
2001. - 780 p.
7. Nordstrom D.K., Мшtoz J.L. Gеoсhemiсal thеrmоdynamiсs. - Mеnlо Раrk, Сalifomia:
Bеnjamin/Cummings Publ., 1985. - 411 p.
8. Bлaсовa }I.H. CpавнеIIиr мoдffIей кoмrrлексoобразoвaния I{a IIoBеpxносTи .цJIя
кoJIиЧесTBrнI{oгo oIIис€шI}lя КI]tсJIoтIrьD( свойств BьIсoкoдисIIrpсI{oгo кprМнeземa ll
ХиMияo физикa и TехЕолoгия ПoBеpxI{oсTи. _ 2008. - Bьlп.14. - с. 6 _ 15.
9' stumn W., Mоrgan J.J. Aquatiс сhеmisф. * N. Y. : Wilеy-Intеrsоiеnсе, |996. _ 1022 p'
i0. CпектрскoIIическor иссJIrдoB€tHие тpойньп< IIoBФ)пIoстнъiп( комIIJIeксоB Ме.цIl'
A.И. Кoкopиц, H.H. Bлaсoва" н.к. ,Цaви.цеtтко, A'A. Пpидariцеъ |l Изв. PAН. Сеp.
xи]\{.. _ 1997. - jl! 10. * с. |765 _ 1776'
1l. NМR study of spinJattiсе rеlaхatiоn оf watеr рrоtons by Мn2" adsоrbеd onto соlloidal
siliсa i P. Roosе, J' Vаn Craеn, G. Andriеssеns, Н. Еisendrath /l J. Magnеtiс Rеs. _ l99б. _
у. 12о,Ns 2. _ P. 206 _ 2|з.
12' X+aу absоrрtion and еlесton paramagnеtiс resonanсе studiеs оf Cu(IГ) sогbеd to siliсa i
K. Хiъ A. Меhadi., R.W. Тaylоr, W.F. B|aarn |/ J. Colloid Intеrfaсе Sсi. _ 1997. -
v . l85 . -Р .252-257.
13. Sing-Foong C., Brown G.Е., Pаrks G'A. хAIs spесtrosсopy study оf Cu(II) sоrption оn
аmоrphous Sioz and T-Alzoз ll J. Cоllоid ktеrfaсе Sсi. - 1998. _ v. 208. - P. 110 _ 128.
14. Lu{rvig сhr. GRFIT, a program fоr solving sрсiatiоn problеms, еvaluatiоn of еquilibrium
сonstаnts, conсеntratiоns, аnd othеr physiсal parаrneters ll |nrеm. Repоrt оf Univеrsity
Barn,1992.
12
liР#d
p:.JTi:'-
9{ 'urfaсе .silаnоl groups. I. Surfaсе сomplех formation with Frз*, сu2*,Cd,-, and Pb,* / P.W. Sсhindlеr, в. Ёti.'t, R. Diсlq P.V. \I/olf /l J. Cоllоid Intеrfaсе Sсi. -|976. - V. 55, Nч 2. _P. 469 - 4i5.
!jо!еrg-1 Siliсa in aqurous еnvirоnmеnt // J. Non-Crystal. Sоlid. - |996' - v. 196. _Р. 5l - 57.
сoNIPLЕx FORMATION oF 3D ТRANsITloN 1VIЕTAL
CATIONS WITII SILANOL GRoUPs oF'SILIсA
N.N. Vlasova
Сhuiko lпstitute af Уfgcе Сhеmistrу, Nаtionаl Аcаdemу of Sciепces of (Jkrаinе
Gепеrаl Nаurnoll strееt tl, oз1вц куiv-i6ц
е-mаil : nаtаliе.vl аsovа@gmаi t.Ьom
-The аdsorptioп of 3d lrаnsition шеIаl ions from qquеous solutions onto silicо suфcе isconsidеrеd аs suфсе сomplехаtion rецсtions. ihn еqurirb,i"* ,'i"'ion colsstqnts of suфcесomplех formоtion аre-c1tуulаtеd from po|еrcliomе1ric titrаtion dаrа lbr siliса saspеnsions,tryhich сontаin mеIql сh|oridеs, апd metаl-аdsorptiОr| сurуеs in depепdеnce oJ'pH.
кOрIIIЛЕI{COУTBОPЕ}Iня кATIОIIIB
3d-IlЕРЕХjДt{их VIЕTAЛIB З сиЛAIloЛЬII pIMvL
гPУПAМ}I кPЕРIIIЕзЕh,IУ
H.М. Bласoвa
Iнсmumуm хiмit noвepхнi ilw. О.О. Чуйка Hацioнальнoi qкadeмii наук Укpаiнu
вул. Генеpала Hаулtoва ]7, 03tб4 Кuid-\64
е.mgi| :- пцtаliе.vl аs ovа@gmаi!. com
Аdсopбцiю каmioнiв nepехidнlш *tеmаliiв.з вodнuх poзнuнiв poзzлянуmo 3 moчкu .opуmеopii 1{o7'I|UlеКcoуmвopеIr}!я на noвеpхнi. Кoнсmаliu pi;";;;;" pеакцiЙ уmвopе.Iня|zoвеpхнeвIЦ' комnлексiв paзpахoванi за daнuлtu nomeнцioлlеmpцчнo?o mumpувaнняcуcnензiй кpе]|4lrве74у, щo мiсmяmь ioнu ,'wemалiв, mа аdcopбцiйнuлцu кpuвttл,tu, якiвidoбpаэrcаюmь залеэtснiсmь ве]IuчuI] аdcapfuцit ioнiв лlemаллiв uii pi
"up"ooвuu4dl
.
15 .
lб .
l 3
|
| id | oai:ojs.pkp.sfu.ca:article-360 |
| institution | Surface |
| keywords_txt_mv | keywords |
| language | Russian |
| last_indexed | 2026-03-12T17:10:23Z |
| publishDate | 2009 |
| publisher | Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine |
| record_format | ojs |
| resource_txt_mv | surfacezbircomua/d3/02259412ea724bfaf36998cbf3e8c4d3.pdf |
| spelling | oai:ojs.pkp.sfu.ca:article-3602018-11-27T09:39:36Z Complex formation of 3d transition metal cations with silanol groups of silica Комплексообразование катионов 3d-переходных металлов с силаноль-ными группами кремнезема Комплексоутворення катіонів зd-перехідних металів з силанольними групами кремнезему Vlasova, N. N. The adsorption of 3d transition metal ions from aqueous solutions onto silica surface is considered as surface complexation reactions. The equilibrium reaction constants of surface complex formation are calculated from potentiometric titration data for silica suspensions, which contain metal chlorides, and metal adsorption curves in dependence of pH. Адсорбция катионов переходных металлов из водных растворов рассмотрена с точки зрения теории комплексообразования на поверхности. Константы равновесия реакций образования поверхностных комплексов рассчитаны по данным потенциометрического титрования суспензий кремнезема, содержащих ионы металлов, и адсорбционным кривым, отражающим зависимость величин адсорбции ионов металлов от pH. Адсорбцію катіонів перехідних металів з водних розчинів розглянуто з точки зору теорії комплексоутворення на поверхні. Константи рівноваги реакцій утворення поверхневих комплексів розраховані за даними потенціометричного титрування суспензій кремнезему, що містять іони металів, та адсорбційними кривими, які відображають залежність величин адсорбції іонів металлів від pH середовища. Chuiko Institute of Surface Chemistry National Academy of Sciences of Ukraine 2009-08-09 Article Article application/pdf https://surfacezbir.com.ua/index.php/surface/article/view/360 Surface; No. 1(16) (2009): Surface; 4-13 Поверхность; № 1(16) (2009): Поверхность; 4-13 Поверхня; № 1(16) (2009): Поверхня; 4-13 3154-8091 3154-8083 ru https://surfacezbir.com.ua/index.php/surface/article/view/360/357 Авторське право (c) 2009 N.N. Vlasova |
| spellingShingle | Vlasova, N. N. Комплексоутворення катіонів зd-перехідних металів з силанольними групами кремнезему |
| title | Комплексоутворення катіонів зd-перехідних металів з силанольними групами кремнезему |
| title_alt | Complex formation of 3d transition metal cations with silanol groups of silica Комплексообразование катионов 3d-переходных металлов с силаноль-ными группами кремнезема |
| title_full | Комплексоутворення катіонів зd-перехідних металів з силанольними групами кремнезему |
| title_fullStr | Комплексоутворення катіонів зd-перехідних металів з силанольними групами кремнезему |
| title_full_unstemmed | Комплексоутворення катіонів зd-перехідних металів з силанольними групами кремнезему |
| title_short | Комплексоутворення катіонів зd-перехідних металів з силанольними групами кремнезему |
| title_sort | комплексоутворення катіонів зd-перехідних металів з силанольними групами кремнезему |
| url | https://surfacezbir.com.ua/index.php/surface/article/view/360 |
| work_keys_str_mv | AT vlasovann complexformationof3dtransitionmetalcationswithsilanolgroupsofsilica AT vlasovann kompleksoobrazovaniekationov3dperehodnyhmetallovssilanolʹnymigruppamikremnezema AT vlasovann kompleksoutvorennâkatíonívzdperehídnihmetalívzsilanolʹnimigrupamikremnezemu |