Методы отделения и выделения следов элементов
Изучалась экстракция молибдена из растворов соляной кислоты простыми и сложными эфирами и кетонами. Вероятно, экстрагируемым соединением является МоО2С12. При концентрации соляной кислоты 6,5 М происходит максимальное извлечение молибдена этиловым эфиром; когда растворителем является дихлорэтиловый эфир, извлечение увеличивается непрерывно с возрастанием концентрации соляной кислоты. Сходство этих явлений с явлениями, наблюдаемыми при экстракции железа и галлия, указывает на то, что аналогично изменяется коэффициент распределения. Этиловый эфир обладает лучшими экстракционными свойствами, чем нзо-пропиловый эфир, но кетоны и сложные эфиры эффективнее по сравнению с простыми эфирами. Наилучший экстрагент – трибутилфосфат. Скандий экстрагируется трибутилфосфатом из концентрированных растворов соляной кислоты. Уран можно извлечь трибутилфосфатом из соляной кислоты с разбавлением примерно 1:1 и отделить от тория и циркония, промывая экстракт солянокислым раствором. Чтобы улучшить физические свойства трибутилфосфата, его можно смешать с таким растворителем, как гексон.
Ниобий экстрагируется из концентрированной соляной кислоты диизопропилкетоном.
Исследовано извлечение индия из бромидных растворов метилизобутилкетоном. В случае макроконцентраций индия коэффициент распределения уменьшается по мере увеличения концентрации индия в растворе. Однако при экстракции этиловым эфиром экстрагируемость индия повышается с увеличением его макроконцентрации. Эти явления отчасти объясняются образованием полимеров.
Иодиды. Об экстрагируемое металлов этиловым эфиром из 6,9 М раствора иодиетоводородной кислоты при соотношении объемов эфирной и водной фаз, равном 4:1, получены следующие данные: Sb, Hg, Cd, Au, Sn экстрагируются полностью; Bi 34%; Zn 10,6%: Mo 6,5%; Те 5,5%; In 7,8%; Fe, Ni, Co, Mn, Ti, Zr, Pb, Al, Ga, Th, Be, U, V, Pt, Pd, Os, Ru, 1г не экстрагируются.
В области концентраций иодиетоводородной кислоты примерно от 0,5 до 2,5 М можно количественно экстрагировать индий; при экстракции таллий сопутствует индию.
Иодид олова также экстрагируется бензолом из раствора серной кислоты при высоких концентрациях иодида.
Фториды. Относительно экстракции металлов этиловым эфиром из растворов плавиковой кислоты имеется немного данных: Sn извлекаются полностью; As 62%; Mo 10%; Se 3%; Sb 0,4%; другие металлы не экстрагируются. Эти цифры даны для соотношения объемов эфирной и водной фаз 4:1.
Для выделения ниобия и тантала важное значение имеет экстракция фторидных комплексов этих элементов различными несмешивающимися органическими растворителями.
Роданиды. Экстрагируемость комплексных роданидов железа эфиром и кобальта – амиловым спиртом была обнаружена по окраске этих соединений и давно применяется в аналитической практике. Экстракцию роданида молибдена эфирами и другими органическими растворителями давно уже используют для определения этого элемента, и до сих пор она остается наилучшим методом. Однако лишь в последние годы были проведены систематические исследования процессов экстракции роданидов. Показано ценное значение эфирно-роданидной экстракции для отделения скандия, особенно от редких земель. Изучена экстракция многих металлов этиловым эфиром в. Полученные данные слишком обширны, чтобы их можно было здесь рассмотреть полностью, но некоторые из них, представляющие особый интерес для аналитика, следует отметить. Особенно легко экстрагируются цинк и олово. При равных объемах водной и органической фаз из раствора, 1 М по роданиду аммония и 0,5 М по соляной кислоте, экстрагируется до 96 96 цинка и до 99,3% олова. Извлечение олова достигает более 99,9% при 7 М концентрации роданида аммония, тогда как экстракция цинка при 3 М концентрации роданида возрастает до максимального значения – 97,4% и падает до 92% при 7 М. Экстрагируемость кобальта увеличивается от 3,6% из 1 М роданида аммония до максимума – 75% из 7 М роданида аммония. Железо лучше всего экстрагируется при низких концентрациях роданида, галлий – при высоких. Максимальное извлечение урана достигается при 1 М концентрации роданида аммония. К другим экстрагируемым металлам относятся бериллии, алюминий, скандий, индий, титан, ванадий и, конечно, молибден. Весьма слабо экстрагируются медь, кадмий, ртуть, мышьяк, сурьма, висмут, хром, никель и палладий. Известно, что экстрагируемость кобальта и скандия остается постоянной в широкой области концентраций металлов.
Исследован состав экстрагируемых соединений при низкой кислотности, где осложнения, связанные с соэкстракцией роданистоводородной кислоты, сведены к минимуму. При низких концентрациях роданида экстрагируются простые роданиды Zn2, Sc2, Ga3, In3, U022 и FeS. При более высоких концентрациях роданида некоторые из металлов экстрагируются в виде комплексных роданидов. Из эфирной фазы удалось выделить соединения oZn4- 4 Н20 и 2Co4- 4 Н20. Бериллий и алюминий при концентрациях роданида вплоть до 7 М экстрагируются в виде простых роданидов. Уменьшение экстрагнруемости урана с увеличением концентрации роданида объясняется образованием менее экстрагируемых комплексных роданидов урана.
б. Металлоорганические соединения
Большинство органических соединений, используемых при разделении металлов, образует хелатные комплексы, в которых один или несколько кислотных атомов водорода хелатирующего реагента замещены металлом. Отделение одного металла от другого путем экстракции несложно, если один из них образует с реагентом незаряженный комплекс, а другой – комплексный ион. Например, четкое разделение никеля и кобальта может быть достигнуто экстрагированием комплексного соединения никеля с диметилглиоксимом Ni2 хлороформом; при этих условиях кобальт образует комплексные ионы и остается в водной фазе. Однако большинство разделений металлов основано не на различиях в форме образующегося комплекса, а на различиях в степени образования молекулярных комплексных соединений. Иначе, экстракционные процессы обычно являются процессами фракционного разделения.