Введение к работе
Актуальность тема. До настоящего времени отходы и выбросы
промышленных производств, к сожалению, достигают больших-масшта
бов, а задачи создания малоотходных и безотходных технологий на
основа комплексной системы очистки и использования сточньх вод
и отходов с получением новой товарной продукции разрабатываются
и внедряются крайне медленно. К тому же, мониторинг.окружающей
среда ведется по упрощенны- схемам, на основании моделей отдель-.
ных производственных процессов, без учета взаимопроникающих и
дополняющих друг друга источников загрязнения. В действительности
же происходит так называемое комплексное.загрязнение ркружаюией
среди веществами различной химической природа и реакционной спо
собности. При совместном присутствии отличающихся по природе за
грязнителей возможна их нейтрализация за счет химического Езаи-
моаЗйствия и самоочишаниа окружающей среды. Однако для такого
специфического компонента, как фтороЕодород, наличия одновремен
но е водных источниках протоноакцептороЕ различной силы (напри
мер, органических оснований -В) химическое взаимодействие может
привести не к нейтрализации HF , а к накоплению в еидє ионнсьмо-
лекулярных образований типа: BH*f* , ЬН*Н„.1РП", в-HF , BnHP ,
где п > I. Вследствие этого становится затруднительны!.; -количест
венное определение и аналитический контроль за содержанием HF
на уровне ПДК наиболее распространенными физико-химическими мето
дами и, в особенности, ионометрически с использованием фгоридсе-
лективного электрода (ФСЭ). .
Многообразие химических производств, использукюих или выде
ляющих HP, и различные органические протоноанцепторы (в частнос
ти, амины), делают реальностью их совместное нахождение в.объек
тах окружавшей среды и, прежде Есего,.в сточных и природных во
дах. .
На основании вышеизложенного представляется актуальной про
блема совместного нахождения HF и наиболее сильных из органиче
ских оротоноакцвпторов - азотсодержащих органических оснований
в концентрациях, близких к разбавленным растворам, моделирующих
реальные системы состава фгороЕОдород - азотсодержащее-органиче
ское основание - ^ода. . :
Цель юботы состояла в изучении характера кислотно-основного взаимодействия в квазидЕОйнол системе фтороЕодород -.азотсодержащее органическое основание - вода и.условий использовании в таких ".иотемах фторидселективного электрода.
Для достижения поставленной цели необходимо оыло решить следующие задачи:
- особщить разрозненные литературные данные и выделить важней
ший факторы, Елияющие на характер и глубину кислотне-основно-
* го взаимодействия в системах HF-6 и HF-b-H,0 ;
изучить характер взаимодействия,- состав, стехиометрии и некоторые свойства реализующихся соединений в растЕоре в зависимости от природы, протоноакцепторной способности и строения 00-новакия; .
определить степень влияния на электродную функцию фторидселек-тивного электрода органических оснований и возможности использования ФСЭ в квазидвойных системах ЧР -В -Нг0 ' .
. Научная новизна. Разработаны фк:ико-химические представления о раЕноввоиях, состава и некоторых свойствах продуктов взаимодействия разбавленных растворов фтороЕодорода о азотсодержащими основаниями, составляющих систему НР-.й-НгО . Показано, что даже в разбавленных (1«Ю~2 - 5«КГ* М) растворах HF в присутствии В возможны процессы полигидрофторидобразоЕания. Проведено дифференцирование, характера кислотно-основного взаимодействия в сисимах HF'-u-HjO по величине t>KQ оснований: взаимодействие с.моношинами средней силы (рКл*8) осложнено .образованием полягидрофторидных ионов НП.4Р« , а о высокоосновными ('ркц> 8) - преимущественно протекает по бренотвдовскому типу.
Практическая значимость. На примере квазидвойной оистемы HP-6-HjO исследованы кислотно-основные равновесия, имеющие место'в разбавленных растворах фтороводорода в присутствии органических, протоноакцепторов. Изучено влияние моноаминов на электродную функция'и селективность фторидоелективного электрода и обсуждены усдовия применения его в таких системах. Полученные данные могут быть использованы как в аналитической, так и технологической практике, а также при ооздании эффективной система контроля за содержанием HF в объектах окружающей среда.
Теоретические разработки и эксперимент?чьиыа результаты работы использованы, в учебном процессе на кафедре аналитической химии Одесского госуниверситата в качестве лекционного материала,' а также в "Методических указаниях по изучению гомогенных йонадх равновесий о использованием дШ". ;
На защиту выносятся следующие положения: '
I. Система HP -В - Н,0 о ее ассоциативно-диссоциатив-ъшл особенностями - реальный лоточник накопления 4F , ведущий к
-3-неконтролируемому ьагрязнению окружающей среды фгорсодзржашили
С08ДИНЄНЛЯММ.
?. Образование нолигпдрофторидов замешенных аммовие'з и л-. ачмониев общего состава aH + Hh..|Fn и 5гн"(н„.4 Р^)г І" = 2 * 4) в разбавленных водных растворах фтороводорода (1-Ю -5«Ю" М) в присутствии азотсодержащих органических оснований.
-
Состав, стехиометрия, диссощгаруш&ч способность и гидролитическая устойчивость продуктов 'взаимодействия 'HF с В определяется протоноанцепторными свойствами моно- и диаминов, а также пространственным строем.jm последних.
-
Условия использования фторидселективного электрода в растворах, содержащих органические протоноакцепторы.
Апробация работа. Результаты проведенных исследований докладывались на научной конференции молодых ученых Одесского госуниверситета ш. И.И.Мечникова (Одесса, 1985 г.), региональной конференции по химии и химической технологии КВД АН УССР (Одес- ' са, 1986 г.), отчетных конференциях профессорско-преподавательского состава Одесского госуниверситзта им. И.И.Мечникова-(Одесса, 1985) и Белоаерковского сельхозинститута им. П.Л.Погребняка (Белая Церковь, IS88 г.), УШ Всесоюзном симпозиуме по змии неорганических фторидов (Полесской, г. Свердловск 1987 г.').
Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 4 статьи, 2 тезисов докладов, I методическое указание.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит'из введения, четырех глав и выводов, изложена на -fgJf страницах машинописного текста и содержит 38 рисунков и 17 таблиц. Список-литературы Еключает 214 наименований работ отечественных и зарубежных авторов.