2.2.7. Методика определения условных констант равновесия комплексо-образования в двухфазной системе вода/желатиновая пленка
Процесс комплексообразования в гетерогенной системе вода/желатиновая пленка описывали уравнением:
, (2.3)
где n – число лигандов в комплексе. Условную константу устойчивости комплекса в желатиновой фазе, β', определяли как:
(2.4)
где
– концентрация комплекса в желатиновой
фазе (для наклонного участка кривой
насыщения
=
);
− концентрация несвязанного в комплекс
реагента в желатиновой фазе, которую
рассчитывали по формуле:
. (2.5)
2.3. Результаты и их обсуждение
Длину волны максимального поглощения индикатора и комплексов в пленке выбирали на основании спектров поглощения, приведенных на рис. 2.2 и 2.3 Значение λmax для реагента при переходе его из раствора в желатиновый гель не изменилось и равно 410 нм. Для комплексов ионов Со2+ максимум поглощения находится практически при том же значении длины волны, что и в растворе, и соответствует 520 нм.
Рисунок
2.2.
Спектры поглощения ПАР в растворе (1) и
в желатиновой пленке (2)
(1
– с(ПАР) = 1.5·10-5
моль/л; 2 –
= 9.6·10-3
моль/л).
Рисунок 2.3. Спектр поглощения комплекса ионов Co2+ с ПАР в желатиновой пленке (концентрация в растворе: с(Co2+) = 5·10-5 моль/л; рН = 5).
2.3.1. Результаты определения состава комплексов ПАР с ионами Co2+ в желатиновом геле
На рис. 2.4 представлена кривая насыщения, построенная на основании данных фотометрических и потенциометрических измерений. Общую концентрацию металла в пленке рассчитывали по формуле (2.2), а общую концентрацию иммобилизованного реагента - по формуле (2.1).
Рисунок 2.4. Зависимость поглощения комплекса ионов Cо2+ с ПАР при λ = 520 нм от общей концентрации кобальта в желатиновой пленке,
= 6.4·10-3 моль/л
На основании кривых насыщения сделали заключение о соотношении металл : реагент в составе наиболее устойчивого комплекса в среде желатинового геля:
Итак, в желатиновом геле наиболее устойчивы комплексы ионов Cо2+ с ПАР состава 1:2.
В водных растворах для кобальта устойчивы комплексы двух видов: МR и МR2, но преобладают комплексы состава МR2 [23].
2.3.2. Результаты определения условной константы устойчивости комплекса ПАР с ионами Сo2+ в фазе желатинового геля
Оценку констант устойчивости проводили согласно методике 2.2.6. Для каждого металла было выполнено 3 серии измерений (в каждой серии все операции повторяли с новыми образцами пленок, используя новые порции растворов). Для расчета констант по уравнениям 2.1 – 2.5 использовали 4 точки на наклонной части кривой насыщения (рис. 2.4). В табл. 2.2 приведены примеры экспериментальной оценки условных констант устойчивости комплексов.
Средние значения логарифмов констант устойчивости комплекса составило
lg β' = 6.78
Таблица 2.2. Пример экспериментальной оценки условной константы устойчивости комплекса Cо(II) с ПАР в желатиновой пленке
№ |
,10-3 моль/л |
моль/л |
[Cо2+],10-6 моль/л |
10-3 моль/л |
,10-3 моль/л |
lg β' |
1 |
6.40 |
0.40 |
1.84 |
0.33 |
5.74 |
6.72 |
2 |
6.40 |
0.60 |
3.14 |
0.52 |
5.36 |
6.79 |
3 |
6.40 |
1.00 |
4.81 |
0.94 |
4.52 |
6.73 |
4 |
6.40 |
2.00 |
9.03 |
1.19 |
4.02 |
6.91 |
,10-5
=
,
Полученные результаты показали, что устойчивость комплекса в пленке ниже по сравнению со значением в растворе [23], но значение константы остается достаточно высоким. Способность желатиновых пленок с иммобилизованными комплексообразующими реагентами извлекать из растворов и удерживать ионы металлов свидетельствует о перспективности их использования в качестве оптически прозрачных аналитических твердофазных реагентов.