Введение к работе
Актуальность темы. В последние годы возобновился интерес к смешаннолиганднш комплексам (СМО редкоземельных элементов (РЗЭ). Зто связано с тел, что OJiK играют значительную роль в аналитической химии, спектрофотоиетрических и люминесцентных методах ана- лиза, медицинской диагностике, как сдвигающие и контрастные реагенты для улучшения качества изображения в Пі? томографии и других областях. В химической технологии для повышения селективности в отношении отдельных РЗЭ процесс ионообменного разделения проводят смесями, содержащими комплексоны и оксикислоти. Влияние смешанного элюанта связано с образованием в многокомпонентной системе, комплексов разного состава и, соответственно, разной за-рядности и устойчивости в области рН проведения процесса разделения. В ряде случаев использование смешанных элюантов дало возможность, успешно разделять ионы РЗЭ, однако некоторые пары РЗЭ трудно разделяется доступными и широко используемыми реагентами. В связи с этим поиски новых элюантов, пригодных для использования в технологии разделения смесей РЗЭ, продолжаются. Одна из задач, стоящих перед исследователями, - еще более повысить различие в свойствах комплексов соседних РЗЭ и в большей степени лабилизировать. эти системы, а также найти комплексоны, которые были бы безвредными в экологическом отношении. В этом плане перспективным является применение иминодиянтарной кислоты (Ul$ ), так как проведенные исследования показывают, что воздействие УФ излучения на растворы иминодисукцинатов приводит к деструкции последних с. образованием незаменимых аминокислот: глицин, аспа-рагииовая кислота, v# -аланин, изолейцин.
Исследование, комплексообре.зования ионов РЗЭ с ids и окси-карбоновыми кислотами актуально и в.теоретическом аспекте. Согласно литературный данным, образование смешанных хелатов, содержащих пяти- и шестичленные циклы одновременно, предпочтительнее, чем образование смешанных комплексов с хелатными кольцами одинаковых размеров. Эти.м обусловлен нащ интерес к ld$ , которая способна к образованию хелатных циклов различной протяженности. Однако в литературе до настоящего времени нет определенного мнения по это.\гу вопросу. Вило важно установить, реализуются ли в действительности в (ЛИС РЗЭ шестичленные хелатные циклы наряду с пятичленными, и как их образование влияет на устойчивость и свой-
- '<' -
,ства соединений. Таким обрезом, те.ла диссертационного исследования актуальна с точки зрения развития теории строения комплексов КЗЭ.
Известно значение комплексов РЗЭ как биологически активных соединений. Описано стимулирующее действие комплексов RiB на рост и развитие сельскохозяйственных: культур. В этом плане для оптимизации применения комплексов РЗЭ, а также для объяснения механизма воздействия этих веществ на сложный организм растений, необходимо изучение процессов СЯК. Биологическая активность комплексов РЗЭ, вероятно, может быть усилена использованием в качестве лигандов комплексонов, содержащих в своих молекулах фрагменты незаменимых аминокислот. В свете этого исследование комплексообразования ионов РЗЭ с Ы$ и оксикарбоновьш кислотами представляет научный и практический интерес.
Цель работы. Установить специфические особенности смешанно-лигандного комплексообразования ионов РЗЭ с [dS и океикарбоновн-ми кислотами и оценить возможность практического использования смеси t-du и лимонная кислота {tit ) в качестве эл:оанта для ионообменного разделения ионов РЗЭ.
Научная новизна. Впервые выполнено систематическое исследование комплексообразования ионов РЗЭ с ЦІЧ в присутствии лимонной, винной или гликолевой кислот в рястворе. Установлены состав и области существования LiiiK лантаноидов, с указанными лигоняаии. Методом рН-штенциометрии впервые определены конотенты устойчивости комплексов различного состава для РЗЭ с Idi и оксикарбо-новыми кислотами. Выявлены изменения в строении GilK РьЭ с icls и' окоикарбоновыми кислотами в зависимости.от ионного радиуса металла. Найдеш общие закономерности при образовании 0ЛК. Установлено, что образование СМ увеличивает число возможных структурных форм комплексов и в связи-с этим приводит к большему числу структурных изменений в ряду РЗЭ. Различными физико-химическими методами впервые установлены способы координации донорных ато-, мов tots и сії с ионом L}i г. Впервые выделены твердые'комплексы РЗЭ с ids и еЛ1 . Установлен гидратный состав комплексо-натов и изучено их строение.
.Б условиях ионного обмана определены значения коэффициентов разделения пар Stn-Oa, lb - [_U с использование в качестве здюацта смеси Uts - C<-t . Оценена перспективность леполъзо--B'.'iHiiH нового ко.шлексопа в качестве олуанта п;г.і разд^ин:іи
средних РЗЭ.
Практическое значение полученных результатов состоит в том, что они поэвСиягот дать научное обоснование выбору оптимальных условий разделения средних РЗЭ методом ионообменной хроматографии. Полученные новые данные о строешіи, составе и свойствах СЖ лантаноидов с wt$ и оксикарбоновыми кислотами могут быть использованы при разработке условий ионообменного разделения ионов РЗЭ. СМ редкоземельных элементов могут быть использованы в качестве стимуляторов роста и развития растений.
Результаты работы использованы в учебном процессе на кафедре неорганической и аналитической химии Тверского государственного университета.
На защиту выносятся: -установление факта существования новых анионных, катионных и электронейтральных смешаннолигандных соединений ионов лантаноидов с ids и оксикарбоновыми кислотами, изучение их устойчивое- ' ти; состава и строения в.растворе и твердом виде различными физико-химическими методами;
- возможность применения .1ЯЯ в смеси с оксикарбоновыми кислотами как элюанта для ионообменного разделения средних РЗЭ.
Апробация работы.. Результаты Исследований докладывались на 111 Всесоюзном совещании по химии и применению комплексонов и ком-плексонатов металлов (Челябинск, 1988), УЇІ Всесоюзной, конферен- ции по электрохимии (Черновцы, 1988), Областной научно-практической конференции (Калинин, 1983), ХУЛ Всесоюзном Чугаевском совещании по химии комплексных соединений (Ашск, 1990), ХУ Межвузовской конференциимолодых ученых "Современные проблемы синтеза и исследования органических соединений" (Ленинград, 1988), У и Л Всесоюзных совещаниях "Спектроскопия координационных соединений" (Краснодар, 1988, 1990), ХХУШ Международной конференции по координационной химии (Гера, ГДР,- 1990).
Публикации по работе. Па теме диссертации опубликовано II печатных работ.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения,
литературного обзора, экспериментальной части, выводов, списка .
цитируемой литературы (124 ссылки) и Приложения. Работа изложе
на на 140 страницах основного текста, включающего 12 таблиц и
30 рисунков.