Титрование хелатообразующего волокнистого сорбента в присутствии комплексообразующих двухвалентных катионов

Получены кривые титрования Н-форм волокнистого хелатного сорбента с иминодиацетатными группами на основе промышленного полиакрилонитрильного волокна Нитрон гидроксидом калия в 1М растворе KСl в присутствии хлоридов Ni²⁺, Со²⁺, Сu²⁺ и Ca²⁺. Использованный метод позволял одновременное измерение рН раствора и концентрации двухвалентного катиона в каждой точке кривой титрования. Из этих данных были рассчитаны зависимости величин их сорбции от рН равновесного раствора. Кривые прямого и обратного титрования во всех случаях практически совпадали. По мере изменения рН при титровании наблюдалось выпадение осадков соответствующих гидроксидов. При этом возрастание рН приостанавливалось или сильно замедлялось при добавлении щелочи в ячейку для титрования. Образование осадка происходило преимущественно в растворе для Со²⁺ и Ni²⁺ (pH 8), когда ионит был насыщен металлическим ионом. В случае Сu²⁺ (рН образования осадка 4) сорбция Cu²⁺ происходит и при более низких, и при более высоких рН за счет ионизации карбоксильных групп и частичного растворения осадка. Во всех случаях максимальная сорбция Ni²⁺, Со²⁺, Сu²⁺, Ca²⁺ соответствовала образованию сорбционных комплексов типа R–N(CH₂COO^–)₂ Me²⁺.

1. Херинг, Р. Хелатообразующие ионообменники / Р. Херинг. – М.: Мир, 1971. – 280 с.

2. Мясоедова, Г. В. Хелатообразующие сорбенты / Г. В. Мясоедова, С. Б. Саввин. – М.: Наука, 1984. – 173 с.

3. Riley, J. P. Chelating resins for the concentration of trace elements from sea water and their analytical use in conjunction with atomic absorption spectrophotometry / J. P. Riley, D. Tailor // Anal Chim. Acta. – 1968. – Vol. 40. – P. 479–485. https://doi.org/10.1016/s0003-2670(00)86764-1

4. Sahni, S. K. Coordination chemistry of chelating resins and ion exchanges / S. K. Sahni, J. Reedijk // Coord. Chem. Rev. – 1984. – Vol. 59. – P. 1–139. https://doi.org/10.1016/0010-8545(84)85053-5

5. Bonn, G. Ion chromatography on an iminodiacetic acid bounded stationary phase / G. Bonn, S. Reiffenstuhl, P. Jandik // J. Chromatography A. – 2001. – Vol. 499. – P. 669–676. https://doi.org/10.1016/s0021-9673(00)97011-0

6. Soldatov, V. S. Synthesis, structure and properties of new fibrous ion exchangers / V. S. Soldatov, A. A. Shunkevich, G. I. Sergeev // Reactive Polymers, Ion Exchangers, Sorbents. – 1988. – Vol. 7, N 2-3. – P. 159–172. https://doi.org/10.1016/0167-6989(88)90136-5

7. Kosandrovich, E. G. Fibrous ion exchangers / E. G. Kosandrovich, V. S. Soldatov // Ion exchange technology I: theory and materials.- London, 2012. - Р. 299–371. https://doi.org/10.1007/978-94-007-1700-8_9

8. Chemically active textile materials as efficient means for water purification / V. S. Soldatov [et al.] // Desalination. – 1999. – Vol. 124, N 1–3. – P. 181–192. https://doi.org/10.1016/s0011-9164(99)00103-4

9. Soldatov, V. S. Sorption of bivalent ions by a fibrous chelating ion exchanger and the structure of sorption complexes / V. S. Soldatov, V. M. Zelenkovskii, L. A. Orlovskaya // Reactive and Functional Polymers. – 2011. – Vol. 71, N 1. – P. 49–58. https://doi.org/10.1016/j.reactfunctpolym.2010.11.003

10. Orlovskaya, L. A. Sorption preconcentration of heavy metal ions in the atomic absorption analysis of background contents in drinking water / L. A. Orlovskaya // Problemy inzenerii srodoviska. Material XXII Miedzynar. Sympoz. AQUA-2003 / Politechnik Warszawska, Ed. Board W. Fluch [et al.]. – Plock, 2007. – P. 16.

11. Nechitailo, G. S. Space Biology: Studies at Orbital Stations / G. S. Nechitailo, A. L. Mashinsky. – Moscow: Mir, 1993. – 503 p.

12. Солдатов, В. С. Ионитные почвы / В. С. Солдатов, Н. Г. Перышкина, Р. П. Хорошко. – Минск: Наука и техника, 1978. – 270 с.

13. Микроудобрения на хелатной основе: опыт и перспективы использования / Е. Ю. Гейгер [и др.] // Агрохимический вестник. – 2017. – № 2. – С. 30–32.

14. Хелатные иониты на основе полиакрилонитрильного волокна с аминодиацетатными функциональными группами / Е. Г. Косандрович [и др.] // Химия и технология новых веществ и материалов: сб. науч. тр. – Минск: Беларуская навука, 2014. – Вып. 4. – С. 262–281.

15. Acid-base properties of ion exchangers. I. Optimising of potentiometric titration of ion exchangers exemplified by carboxylic acid resines / V. S. Soldatov[et al.] // Reactive and Functional Polymers. – 2004. – Vol. 58, N 1. – P. 3–12. https://doi.org/10.1016/j.reactfunctpolym.2003.11.003

16. Szabadka, O. Studies on chelating resins. II. Determination of the protonation constants of a chelating resin containing iminodiacetic acid groups / O. Szabadka // Talanta. – 1982. – Vol. 29, N 3. – P. 183–187. https://doi.org/10.1016/0039-9140(82)80092-1

17. Soldatov, V. S. Acid-base properties of ion exchangers. II. Determination of the acidity parameters of ion exchangers with arbitrary functionality / V. S. Soldatov, Z. I. Sosinovich, T. V. Mironova // Reactive and Functional Polymers. – 2004. – Vol. 58, N 1. – P. 13–26. https://doi.org/10.1016/j.reactfunctpolym.2003.11.004

18. Зеленковский, В. М. Компьюторное моделирование структуры полимерных ионитов: дис. … д-ра хим. наук: 02.00.04 / В. М. Зеленковский. – Минск, 2012.