РІВНОВАЖНІ ПРОЦЕСИ У ВОДНИХ РОЗЧИНАХ СИСТЕМ K2CrO4 – HNO3 – KNO3 – H2O та K2Cr2O7 – NaOH – KNO3 – H2O

Автор(и)

  • Ю. А. Олексій Донецький національний університет імені Василя Стуса, Ukraine
  • О. Ю. Марійчак Донецький національний університет імені Василя Стуса, факультет хімії, біології і біотехнологій, кафедра неорганічної, органічної та аналітичної хімії, Ukraine
  • Г. М. Розанцев Донецький національний університет імені Василя Стуса, факультет хімії, біології і біотехнологій, кафедра неорганічної, органічної та аналітичної хімії, Ukraine
  • С. О. Шишканов Embion Technologies S. A., En Courta-Rama, Switzerland
  • С. В. Радіо Донецький національний університет імені Василя Стуса, факультет хімії, біології і біотехнологій, кафедра неорганічної, органічної та аналітичної хімії, Ukraine

DOI:

https://doi.org/10.18524/2304-0947.2021.2(78).233833

Ключові слова:

Хром(VI), хромат-аніон, іонні рівноваги, моделювання рівноваг, метод Пітцера, термодинамічна константа

Анотація

Методами рН‑потенціометричного титрування, математичного моделювання та спектрофотометрії в УФ і видимій області досліджено рівноваги у водних розчинах систем CrO42– – H+ – H2O та Cr2O72– – OH– – H2O за різних іонних сил (І(KNO3) =0,2–1,0 моль/л). Встановлено, що в розчині CrO42– – H+ – H2O відбуваються процеси утворення дихромат- та гідрохромат-аніонів і гідролітичне перетворення дихромат-аніону на гідрохромат-аніон, для яких методом Ньютона (quasi-Newton, програма CLINP 2.1) розраховано логарифми концентраційних констант рівноваги. Методом Пітцера (Pitzer) вперше розраховано термодинамічні константи рівноваги процесів утворення гідрохромат-аніону HCrO4– (lgK10 = 6,94), дихромат-аніону Cr2O7 2– (lgK20 = 15,49) з іонів CrO42– та H+, а також логарифм константи рівноваги взаємоперетворення дихромат-аніону на гідрохромат-аніон(lgK30 = –1,61). Математичним моделюванням та спектрофотометрією в УФ і видимій області показано, що склад частинок у розчинах Cr2O72– – OH– – H2O є ідентичним до систем CrO42– – H+ – H2O. Встановлено, що експериментальні залежності рН = f(Z) можна надійно відтворити реакціями гідролізу дихромат-аніону до гідрохромат-аніону та подальшою нейтралізацією до хромат-аніону з константами рівноваги, розрахованими для процесів у розчинах CrO42– – H+ – H2O за аналогічних іонних сил.

 

Посилання

Timofeeva E. V., Tsirlina G. A., Petrii O. A. Formation of Rechargeable Films on Platinum in Sulfuric Acid Solutions of Isopolytungstates. Russ. J. Electrochem. 2003, vol. 39, no 7, pp. 716–726. https://doi.org/10.1023/A:1024869801164

Poimanova E. Y., Radio S. V., Belousova E. E., Rozantsev G. M., Panyushkin V. T. Isopoly Tungstate Anions in Water–Dimethyl Sulfoxide Solutions. Russ. J. Inorg. Chem. 2018, vol. 63, no 9, pp. 1243–1250. https://doi.org/10.1134/S0036023618090127

Prasad S., Leite V. D., de Santana R. A.C., Brito J. B. Electrometric Investigations on Formation of Lanthanum Molybdates as a Function of pH. J. Braz. Chem. Soc. 2004, vol. 15, no 2, pp. 246–252. https://doi.org/10.1590/S0103–50532004000200014

Gumerova N. I., Rompel A. Polyoxometalates in solution: Speciation under spotlight. Chem. Soc. Rev. 2020, vol. 49, no 21, pp. 7568–7601. https://doi.org/10.1039/D0CS00392A

Fournier-Salaün M.C., Salaün P. Quantitative determination of hexavalent chromium in aqueous solutions by UV–Vis spectrophotometer. Centr. Europ. J. Chem. 2007, vol. 5, no 4, pp. 1084–1093. https://doi.org/10.2478/s11532–007–0038–4

Sasaki Y. Equilibrium Studies on Polyanions. The First Steps of Acidification оf Chromate Ion in 3 М NaClO4 Medium at 25 °C. Аcta Chem. Scand. 1962, vol. 16, no 3, pp. 719–734.

Campos V., Büchler P. M. Removal of chromate from drinking water using powder carbon steel. Environ. Geol. 2005, no 47, pp. 926–930. https://doi.org/10.1007/s00254–005–1222–5

Palmer D. A., Wesolowski D., Mesmer R. E. A potentiometric investigation of the hydrolysis of chromate (VI) ion in NaCl media to 175 °C. J. Solution Chem. 1987, vol. 16, no 6, pp. 443–463. https://doi.org/10.1007/BF00648595

Gillebrand V. F., Lendel’ G.E., Brayt G. A., Gofman D. I. Prakticheskoye rukovodstvo po neorganicheskomu analizu [Applied Inorganic Analysis]. Moscow, Khimiya, 1966, 1112 p. (in Russian)

Korostelev P. P. Prigotovlenie rastvorov dlia khimiko-analiticheskikh

rabot [Preparation of solutions for chemical and analytical studies]. Moscow, Nauka, 1964, 400 p. (in Russian)

Kholin Yu. V. Kolichestvennyy fiziko-khimicheskiy analiz kompleksoobrazovaniya v rastvorakh i na poverkhnosti khimicheski modifitsirovannykh kremnezemov: soderzhatel’nyye modeli, matematicheskiye metody i ikh prilozheniya [Quantitative physicochemical analysis of complexation in solutions and on the surface of chemically modified silicas: meaningful models, mathematical methods and their applications]. Kharkov: Folio,2000, 288 p. (in Russian)

Komar N. P. Khimicheskaya metrologiya. Gomogennyye ionnyye ravnovesiya [Chemical metrology. Vol. 1.Homogeneous ionic equilibria]. Kharkov, Vyshcha shkola, 1983, pp. 23–24. (in Russian)

Merny S. A., Konyaev S. D., Kholin Yu. V. Robastnoye otsenivaniye parametrov v zadachakh kolichestvennogo fiziko-khimicheskogo analiza [Robust estimation of parameters in problems of quantitative physicochemical analysis]. Bulletin of Kharkov University. Chemistry. 1998, no 2 (420), pp. 112–120. (in Russian)

Goronovsky I. T., Nazarenko Yu.P., Nekryach E. F. Kratkiy spravochnik po khimii [A short guide to chemistry]. Kyiv, Naukova Dumka, 1987, 606 p. (in Russian)

Pitzer K. S., Mayorga G. Thermodynamics of electrolytes. II. Activity and osmotic coefficients for strong electrolytes with one or both ions univalent. J. Phys. Chem. 1973. vol. 77, no 19, pp. 2300–2308. https://doi.org/10.1021/j100638a009

Bugaevsky A. A., Kholin Yu.V., Konyaev D. S., Krasovitskii A. V. Approksimatsiya i predraschet zavisimosti konstant ravnovesiya reaktsiy v rastvorakh ot sostava i kontsentratsii solevogo fona s pomoshch’yu metoda Pitsera [Approximation and Prediction by Pitzer’s Method of Equilibrium Constants of Reactions in Solutions, as Influenced by the Composition and Concentration of Supporting Electrolyte]. Russ. J. Gen. Chem. 1998, vol.68, no 5, pp. 753–757. (in Russian)

Meinrath G. Extended traceability of pH: an evaluation of the role of Pitzer’s equations. Anal. Bioanal. Chem.2002, vol. 374, pp. 796–805. https://doi.org/10.1007/s00216–002–1547–9

Buck R. P., Rondinini S., Covington A. K., Baucke F. G.K., Brett C. M.A., Camoes M. F., Milton M. J.T., Mussini T., Naumann R., Pratt K. W., Spitzer P., Wilson G. S. Measurement of pH. Definition, standards, and procedures (IUPAC Recommendations 2002). Pure Appl. Chem. 2002, vol. 74, no 11, pp. 2169–2200. https://doi.org/10.1351/pac200274112169

##submission.downloads##

Опубліковано

2021-07-31

Як цитувати

Олексій, Ю. А. ., Марійчак, О. Ю. ., Розанцев , Г. М. ., Шишканов , С. О. ., & Радіо , С. В. . (2021). РІВНОВАЖНІ ПРОЦЕСИ У ВОДНИХ РОЗЧИНАХ СИСТЕМ K2CrO4 – HNO3 – KNO3 – H2O та K2Cr2O7 – NaOH – KNO3 – H2O. Вісник Одеського національного університету. Хімія, 26(2(78), 56–72. https://doi.org/10.18524/2304-0947.2021.2(78).233833

Номер

Том 26 № 2(78) (2021)

Розділ

Статті

Ліцензія

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International License.

Правовласниками опублікованого матеріалу являються авторський колектив та засновник журналу на умовах, що визначаються видавничою угодою, що укладається між редакційною колегією та авторами публікацій. Ніяка частина опублікованого матеріалу не може бути відтворена без попереднього повідомлення та дозволу автора.

Публікація праць в Журналі здійснюється на некомерційній основі. Комісійна плата за оформлення статті не стягується.