Дослідження закономірностей в екстракційних системах з використанням краун-етерів

Abstract

У статті досліджено комплексоутворення ряду катіонів металів з макроциклічними поліетерами у воді та деяких неводних розчинниках. Утворення катіонних комплексів металів з краун-етерами у водних розчинах ускладнюється досить вираженою здатністю полярних молекул води сольватувати катіони металів. При комплексоутворенні центральний йон металу повинен бути принаймні частково дегідратований для входження в порожнину поліетеру. Зменшити конкуруючу з процесом комплексоутворення гідратацію можливо шляхом заміни води малополярними розчинниками з низькою енергією сольватації. Розраховано та проаналізовано значення констант стійкості комплексів. Встановлено вплив хімічної природи розчинника на механізм комплексоутворення та стійкість комплексів. Комплексні сполуки металів з краун-етерами у воді чи органічних розчинниках, взятих окремо, мало використовуються в аналітичній практиці. Найбільш перспективним є використання краун-етерів як екстрагентів для вибіркового вилучення металів з водної фази в органічну з метою їх розділення Екстракція в аналізі є одним з найбільш поширених методів розділення сумішей елементів і їх концентрування перед заключним визначенням. Для вирішення цього завдання необхідні перш за все високовибіркові реагенти, до числа яких можна віднести макроциклічні поліетери, тим паче, що в деяких випадках вибірковість реакцій комплексоутворення йонів металів з макроциклічними лігандами при екстракції зростає. Показана та обґрунтована можливість селективного вилучення певних катіонів металів у вигляді різнолігандних комплексів з поліетерами і відповідними протийонами з водної фази в органічну. Проаналізовано фактори, що впливають на селективність екстракції, та зроблено висновки про доцільність використання тих чи інших реагентів і розчинників для розробки методик екстракційного розділення та вилучення металів у вигляді комплексів з краун-етерами. This article reviewed the complex formation of a number of metal cations with macrocyclic polyetheres in water and some non-water solvents. The formation of cationic complexes of metals with crown ethers in water solutions is complicated by the rather pronounced ability of polar water molecules to solvate cations of metals. During the complexation, the central metal ion should be, at least, partially dehydrated to enter the polyether cavity. To reduce the hydration that is competing with the complexation process it may be used replacing water with low solvent solvents with low solvatation energy. The values of the stability constants of these complexes have been calculated and analyzed. The influence of the chemical nature of the solvent on the mechanism of complex formation and stability of complexes have been established. Complex compounds of metals with crown ethers in water or organic solvents, taken separately, are rarely used in analytical practice. The most promising is the use of crown ethers as extractants for the selective extraction of metals from the water phase into organic to separate them. Extraction in the analysis is one of the most common methods of separating the mixture of elements and their concentration before the final definition. In order to solve this problem, high-level reagents are needed, among which macrocyclic polyeters can be classified, especially since in some cases the selectivity of complex reactions of metal ions with macrocyclic ligands in extraction is increasing. The possibility of selective extraction of certain cations of metals in the form of multi-ligand complexes with polyether and corresponding protions from the aqueous phase to organic have been shown and proved in the article. The factors influencing the selectivity of extraction have been deeply analyzed, all the conclusions on the expediency of the use of certain reagents and solvents for the development of methods of extraction separation and extraction of metals in the form of complexes with crown- ethers have been made.