Ртүрлі гидроксидтерді тұндыруға сәйкес рН мәндері
рН | II | ||||||
Гидроксидтер | Mg(II) | Mn(II) Hg(II) | Co(II), Ni(II), Cd(II) | Fe (II) Pb(II) | Cu (II), Cr(III), Zn(II) | Al(III) | Fe(III) |
11.4.2.2. Сульфидтер түрінде бөлу. Көптеген металл иондарын бөлу әдістерінде тұнбаға түсіргіш анионның концентрациясын, ерітіндінің pH-ын реттеу арқылы, белгілі деңгейде ұстап тұруға болады. Бұл әдістердің ең белгілісі – күкіртті сутегін пайдаланып тұнба түсіру.
(11.22)
(11.22) тендіктен S2- концентрациясы сутегі ионының концентрациясына тәуелді болғандықтан сульфидтердің тұнбаға түсуі не туспеуі ерітіндінің pH-на байланысты. Қышқылдық ортада тек ерігіштік көбейтіндісі аз катиондардың сульфидтері тұнбаға түсуі мүмкін. Керісінше бейтарап не сілтілік ортада ерігіштігі өте аз сульфидтермен қатар ЕК әлдеқайда үлкен сульфиттер де тұнады. Осыдан, S2- иондарымен тұндыpғанда ерітіндінің pH реттеп катиондарды бөлуге болады. Мысалы, Cd2+ және Zn2+ катиондарының бір-бірінен толық бөлінетін жағдайын қарастырайық. ЕКCdS = 7,9·10-27; ЕКZnS=2,5 ∙10-22.
Ол үшін CdS толық тұнбаға түскенде ерітіндіде қалған кадмий иондарының концентрациясы 10-6 моль/л десек:
; ,
CdS ерітіндінің pH 0,41 болғанда тұнбаға толық түседі. Күкіртті сутегімен әрекеттескенде реакция нәтижесінде:
Cd2++H2S→ CdS↓ +2H+
сутегі иондары бөлінетіндіктен ерітіндінің pH ептеп кемиді, сондықтан тұндыруды pH есептелінген мәннен сәл көп болғанда бастайды, яғни pH 0,5, бұл [H3O+]=0,3 моль/л сәйкес. Бұл жағдайда ZnS тұнбаға түсе ме?
Мырыш сульфиді [Zn2+] >0,03 моль/л болса ғана түседі. Сонымен келтірілген екі катионды бөлу үшін ерітіндінің pH-ын 0,4 0,5 деңгейінде ұстау керек.
Еске алатын бір жағдай – фракциялық тұндыруда заттардың толық таза бөлінуіне ерігіштігі жоғарырақ қосылыстың ерігіштігі төмен қосылыспен қосарлана тұну құбылысы әсер етеді.
Бөлінетін заттарды түгел тұнбаға түсіріп, содан кейін біреуін ерітіп, екіншісін тұнбада қалдыру тәсілі.
1) Мысалы, Cd2+ және Sn2+ иондары бар ерітінді арқылы pH 0,5-ке келтіріп күкіртті сутегін қаныққанша жіберсе, CdS, SnS тұнбалары толық түседі. Егер осы тұнбаларды полисульфидті аммониймен әрекеттестірсе SnS ериді де, ал CdS тұнбада қалады. Полисульфидті аммонийді аммоний сульфидін бос күкіртпен қанықтырып алады: (NH4)2Sn , n-2 мен 5 аралығында өзгереді. Көпкүкіртті аммоний пероксидке ұқсас, сондықтан тотықтырғыш қасиет көрсетеді. Ең қарапайым көпкүкіртті аммоний-(NH4)2S2: – аммонийдің дисульфиді:
(NH4)2S2↔2NH4++S2-+S, не
(NH4)2S2↔2NH4++S22- ыдырайды S22-→ S2- + S0
S22-+2е → 2S2- не S+2е → S2-
SnS + (NH4)2S2 → (NH4)2SnS3, яғни қалайы сульфиді амфотерлік қасиет көрсетіп, қалайының тиотұзын түзеді.
2) Fe3+ пен Mg2+ иондары бар ерітіндіге NH3∙H2O+(NH4)2HPO4 қоспасын қосса FePO4 және MgNH4PO4 тұнбалары түседі. Осы тұнбаны сірке қышқылымен (pH 3) әрекеттестіріп FePO4- ті тұнбада қалдырып, магний фосфатын ерітуге болады.
ЕК (MgNH4PO4) = 2,5∙10-13,
MgNH4PO4 толық ериді.
Ал FePO4, ерімейді.