Состояние церия в водных растворах

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

Кафедра ХиХТ

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

Задание № _7_

ПО ДИСЦИПЛИНЕ: «Радиохимия»

Тема: «Состояние церия (III) в водных растворах»

Зав. кафедрой
(дата, подпись)	(Ф.И.О.)
Преподаватель
(дата, подпись)	(Ф.И.О.)
Выполнил студент группы	1ХТ–46Д
(дата, подпись)	(Ф.И.О.)

2010 г

ЗАДАНИЕ № 7

НА КУРСОВУЮ РАБОТУ ПО РАДИОХИМИИ

Группа:

Студент:

Тема: Состояние церия (III) в водных растворах

Состав раствора: «Ce (NO3
)3
– Na3
PO4
– Na2
SO4
– KF – H2
O». Интервал рН = 1 – 12.

C(Ce(NO3
)3
) = 10-6
моль/л; С(Na3
PO4
) = 0,01 моль/л; С(Na2
SO4
) = 0,2 моль/л; С(KF) = 0,02 моль/л.

Задание:

1. Литературный обзор

1.1 Семейство лантаноидов, общая характеристика.

1.2. Церий: химические свойства. Комплексообразование в водных растворах.

1.3. Радиоактивные изотопы церия; методы получения, ядерно-физические свойства.

2. Расчетная часть.

2.1. Рассчитать долю и концентрацию форм состояния гидролизующихся лигандов в растворе во всем диапазоне рН; построить распределительную диаграмму для каждого из них.

2.2. Рассчитать долю всех возможных форм церия (III) в растворе данного состава; построить распределительную диаграмму.

2.3. Определить диапазон концентраций Na3
PO4
и рН где будут преобладать фосфатные комплексы.

2.4. Определить, при каких значениях концентраций KF и Na3
PO4
при рН = 3 – 6 в растворе будут преобладать фторидные комплексы.

График выполнения курсовой работы
Содержание работы	Сроки выполнения
1. Выполнение разделов работы
1.1 Обзор литературы	20.03.10
1.2 Выполнение расчетов и построение диаграмм	20.04.10
1.3 Оформление пояснительной записки и компьютерной презентации доклада	15.05.10
2. Защита курсовой работы	15.05 – 25.05

Преподаватель

Содержание

1 Литературный обзор……………………………………………………………………………………...4

1.1 Семейство лантаноидов, характеристика………………………………………………………………4

1.2 Церий. Химические свойства, комплексообразование………………………………………………..5

1.3 Изотопы церия, свойства………………………………………………………………………………...7

2 Расчетная часть …………………………………………………………………………………………..9

2.1 Расчет доли и концентрации гидролизующийся лигандов……………………………………………9

2.2 Расчет доли форм церия (III)…………………………………………………………………………..13

2.3 Определение диапазона концентраций Na3
PO4
и рН, где будут преобладать фосфатные комплексы……………………………………………………………………………………………….15

2.4 Определение значений концентраций KF и Na3
PO4
при рН = 3 – 6 в растворе будут преобладать фторидные комплексы………………………………………………………………………………….16

Вывод………………………………………………………………………………………………………...17

Список литературы………………………………………………………………………………………….18

1.
Литературный обзор

1.1
Семейство лантаноидов, общая характеристика
.

Лантаноиды
— семейство из 14 химических элементов с порядковыми номерами 58—71, расположенных в VI периоде системы Менделеева за лантаном и сходных с ним по свойствам. Располагаются в отдельном ряду внизу Периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева (в краткой и полудлиной формах таблицы). В атоме лантаноидов заполняется глубоко лежащий четвертый слой 4f14
. Поэтому лантаноидов может быть только 14. Поскольку по мере увеличения заряда ядра структура двух внешних электронных оболочек не меняется, все лантаноиды имеют сходные химические свойства.

Лантаноиды включают в себя: церий, празеодим, неодим, прометий, самарий, европий, гадолиний, тербий, диспрозий, гольмий, эрбий, тулий, иттербий, лютеций. Вместе с лантаном, скандием и иттрием входят в состав редкоземельных элементов. Лантаноиды условно разделяются на 2 подгруппы: цериевую, включающую элементы от церия до европия, и иттриевую, включающую элементы от гадолиния до лютеция. [1]

Все лантаноиды и лантан — металлы серебристо-белого цвета, в порошковом состоянии – от серого до черного. Пластичны, легко поддаются ковке, прокатке. Имеют твердость порядка 20-30 единиц по Бренелю. Всем им присущ полиморфизм. Лантаноиды химически активны, они образуют прочные оксиды, галогениды, сульфиды, реагируют с водородом, углеродом, азотом, фосфором. Разлагают воду, растворяются в соляной, серной и азотной кислотах. В плавиковой и фосфорной кислотах лантаноиды устойчивы, так как покрываются защитными пленками малорастворимых солей. [2]

С рядом органических соединений лантаноиды образуют комплексные соединения. Важное значение для разделения лантаноидов имеют комплексы с лимонной и этилендиаминтетрауксусной кислотой. В промышленности лантаноиды и лантан получают восстановлением соответствующих галогенидов чистым кальцием или электролизом расплавов. Лантаноиды и лантан применяют как добавки к сталям, чугунам и другим сплавам для улучшения механической стойкости, коррозионной устойчивости и жаропрочности. Используют лантаноиды и лантан для получения специальных сортов стекла, в атомной технике. Соединения лантан, а также лантаноидов используют для изготовления лаков и красок, светящихся составов, в производстве кожи, в текстильной промышленности, в радиоэлектронике для изготовления катодов. Соединения лантаноидов применяются в лазерах. [1]

Валентные состояния.

Конфигурация валентных электронов атомов лантаноидов может быть выражена общей формулой 4f2-14
5d0-1
6s2
. У них достраивается третий снаружи энергетический уровень (4f – подуровень) при одинаковом количестве электронов наружного энергетического уровня (6s2
) и у большинства лантаноидов предвнешнего (5s2
5p6
) энергетического уровня. По правилу Хунда у элементов подгруппы церия 4f орбитали заполняются по одному электрону, а те же орбитали у элементов подгруппы тербия – по второму электрону.

4f
– электроны сильно экранированы электронами подуровней 5s
и 5p
, менее подвержены действию соседних атомов и молекул. Более устойчивое трехвалентное состояние лантана, гадолиния, и лютеция среди других РЗЭ объясняется особенностью структуры их атомов. Некоторые лантаноиды кроме валентности III, проявляют так же валентность IV среди таких элементов Ce, Pr, Tb. Валентность II – Sm, Eu, Yb. Эти аномальные валентности объясняются различием энергетических состояний на подуровне 4f
.
[2]

Причём, одни степени окисления характерны при одних условиях, другие – при других. Так, например, в щелочной среде устойчив ион Cе4+
, а в кислой среде – Се3+
. Эти состояния окисления связывают с образованием наиболее устойчивых электронных конфигураций 4f0
, 4f7
, 4f14
. Так, Ce и Tb приобретают конфигурации 4f0
и 4f7
, переходя в состояние окисления +4, тогда как Eu и Yb имеют соответственно конфигурации – 4f7
и 4f14
в состоянии окисления +2. Однако существование Pr (IV), Sm (II), Dy (IV) и Tm (II) свидетельствует об относительности критерия особой устойчивости электронных конфигураций 4f0
, 4f7
и 4f14
.

Лантаноидное сжатие.

Причина этого явления – экранирование одного электрона другим в той же оболочке. Лантаноидное сжатие следует квалифицировать как f
– сжатие. Оно есть следствие заполнения 4f
– подуровня. Он расположен ближе к ядру, нежели d
– подуровень, а его экранизирующие действие настолько велико, что влияние возрастающего заряда ядра сильно затормаживается. [2]

1.2. Церий: химические свойства. Комплексообразование в водных растворах.

Церий (Се), химический элемент III группы периодической системы. Относится к редкоземельным элементам (цериевая подгруппа лантаноидов), атомный номер 58, атомная масса 140,12. В природе 4 стабильных нуклида: 136
Се (0,19%), 138
Се (0,25%), 140
Се (88,48%), 142
Се (11,08%). Поперечное сечение захвата тепловых нейтронов 0,6 x 10-28
м2
. Конфигурация внешних электронных оболочек атома 4f2
5s2
5p6
6s2
;степени окисления +3, реже +4. [3,4]

Церий – весьма реакционно-способный металл, на воздухе он окисляется за несколько суток, образуя серый рассыпающийся порошок, состоящий из гидратированных карбонатов. При нагревании на воздухе в виде монолитного блока церий загорается при 160–180° С, мелкодисперсный металлический порошок вспыхивает на воздухе в результате энергичного окисления. Церий разлагает воду при кипячении, растворим в минеральных кислотах, устойчив к действию щелочей. Бурно взаимодействует с галогенами, азотом и углеродом. Наиболее характерны для церия степени окисления Се(III) и Ce(IV). Ионы Се(III), бесцветные в водных растворах, в щелочной среде в присутствии окислителей легко переходят в ионы Ce(IV), имеющие желтую окраску. Это свойство церия позволило обнаружить неизвестный ранее тип реакций, названных колебательными. [4]

Соединения церия.
Диоксид СеО2
, светло-желтый порошок, температура плавления 2400° С. При растворении СеО2
в концентрированной HNO3
в присутствии NH4
NO3
образуется легко кристаллизующаяся комплексная соль (NH4
)2
[Ce(NO3
)6
], растворимая в большинстве органических растворителей, при 180° С разлагается. Диоксид церия, взаимодействуя с Н2
при температуре выше 800° С, частично восстанавливается, образуя смесь оксидов, содержащих ионы Се(III) и Ce(IV). [2]

Тетрафторид CeF4
, бесцветный кристаллический порошок, получают при обработке металлического Се или СеО2
фтором при температуре 200–250° С. CeF4
при взаимодействии с водой гидролизуется; при температуре выше 700° С в вакууме сублимирует без разложения.

Трифторид CeF3
бесцветный кристаллический порошок, получают взаимодействием СеО2
с HF при 500° С, или термическим разложением CeF4
·7H2
O - при 390–400° С. CeF3
реагирует с водой с образованием гидратов. [4]

Свойства соединений церия в (
III
) и (
IV
) валентном состоянии.

Церий в ряду Ce – Lu является наиболее химически активным элементом. Способен взаимодействовать с большинством элементов периодической системы. Далее в ряду активность несколько уменьшается из-за уменьшения радиусов.

4Се + 3O2
200-400°С
→ 2Се2
O3

Се + О2
→ СеО2

2Сe + 3Hal2
→ 2СeHal3

2Сe + 3S → Сe2
S3

4Сe + 3C → Сe4
C3

2Сe + N2
750-1000ْ C
→ 2СeN

Ce3+
— проявляет себя как восстановитель. Ce3+
+ окислитель ® Ce4+
. Например: 3Ce(OH)3
+ KMnO4
+ 2H2
O ® (pН > 7) ® 3Ce(OH)4
+ MnO2
+ KOH.

Ce4+
— окислитель.
Ce4+
+ восстановитель ® Ce3+
. Например: при pH < 7 идет реакция 2Ce(OH)4
+ 8HCl ® Cl2
+ 2CeCl3
+ 7H2
O.

Кислотно-основные свойства Ce4+
.

Основные: Ce(OH)4
+ H2
SO4
® Ce(SO4
)2
+ 2H2
O; 2Ce(OH)3
+ 3H2
SO4
® Ce2
(SO4
)3
+ 3H2
O.

Кислотные: Ce+4
(OH)4
+ NaOH ® Na2
CeO3
+ H2
O.

В кислых растворах гидроксид церия (IV) выступает как сильный окислитель:

2Ce(OH)4
+ 8HCl → 2CeCl3
+ Cl2
↑ + 8H2
O

2Cl-
-2℮-
→ Cl2
2 1

Ce(OH)4
+ 4H+
+℮-
→ Ce3+
+ 4H2
O 1 2

2Ce(OH)4
+ 2Cl-
+ 8H+
→ 2Ce3+
+ Cl2
+ 8H2
O

Гидратированный ортофосфат церия (IV) получают, действуя фосфорной кислотой на слабокислый раствор сульфата или нитрата Се (IV). При нагревании постепенно обезвоживается:

Се3
(РО4
)4
*nH2
O →1100
C →Ce3
(PO4
)4
*11H2
O →2000
C →

→Ce3
(PO4
)4
*5H2
O →5000
C →Ce3
(PO4
)4

Трудно растворяется в минеральных кислотах, но в присутствии Н2
О2
хорошо растворяется в них за счет перехода в ортофосфат церия (III):

2Се3
(РО4
)4
+3Н2
О2
→ 6CePO4
+ 2H3
PO4
+ 3O2

Это свойство используется для отделения церия от остальных РЗЭ. [2]

Комплексообразование

Наибольшую способность к комплексообразованию проявляет церий, поскольку катион Се4+
обладает большим значением ионного потенциала. При этом высшая степень окисления более стабильна. Для церия с такой степенью известны довольно устойчивые комплексы: [Ce(C2
O4
)3
]2-
и [Ce(NO3
)6
]2-
.

Церий, в отличие от других редкоземельных элементов, в степени окисления +3 способен образовывать комплексы с растворами оксалатов и карбонатов.

Ce(C2
O4
)2
+ (NH4
)C2
O4
® (NH4
)[Ce+4
(C2
O4
)]4-

При растворении СеО2
в концентрированной HNO3
в присутствии NH4
NO3
образуется легко кристаллизующаяся комплексная соль (NH4
)2
[Ce(NO3
)6
], растворимая в большинстве органических растворителей, при 180° С разлагается. [2]

1.3 Радиоактивные изотопы церия; методы получения, ядерно-физические свойства.

Природный церий состоит из смеси четырёх стабильных изотопов: 136
Ce (0,185%), 138
Ce (0,251%), 140
Ce (88,450%) и 142
Ce (11,114%). Два из них (136
Ce и 142
Ce) в принципе могут испытывать двойной бета-распад, однако их радиоактивность не наблюдалась, установлены лишь нижние ограничения на периоды полураспада (3,8×1016
лет и 5,0×1016
лет, соответственно). Известны также 26 радионуклидов церия. Из них наиболее стабильны 144
Ce (период полураспада 284,893 д), 139
Ce (137,640 д) и 141
Ce (32,501 д). Остальные известные радионуклиды церия имеют периоды полураспада менее 4 дней, а большинство из них - менее 10 минут. Известны также 2 изомерных состояния изотопов церия. [5]

Церий-144 (период полураспада 285 суток) является одним из продуктов деления урана-235, в связи с чем нарабатывается в больших количествах в ядерных реакторах. Максимальная энергия излучения бета частиц - 91 кэВ. Применяется в виде двуокиси (плотность около 6,4 г/см³) в производстве радиоизотопных источников тока в качестве источника тепла, его энерговыделение составляет около 12,5 Вт/см³. [1]

Методы определения.
Определение содержания церия 144 в объектах окружающей среды проводят по гамма-, бета излучению на бета-гамма радиометрах или спектрометре. При радиохимическом определении в объектах внешней среды церия 141 и 144 основано на групповом осаждении изотопов редкоземельных элементов с носителем лантаном в виде оксалатов и гидроксидов с последующим разделением.

Радиоактивные изотопы церия получают в ядерном реакторе при делении ядер атомов тяжелых элементов или при ядерных взрывах. Содержание изотопов церия в неразделенной смеси продуктов деления составляют 6 %. [5]

2. Расчетная часть.

Исходные данные
:

Состав раствора: «Ce(NO3
)3
– Na3
PO4
– Na2
SO4
– KF – H2
O»

C(Ce(NO3
)3
) = 10-6
моль/л

С(Na3
PO4
) = 0,01 моль/л

С(Na2
SO4
) = 0,2 моль/л

С(KF) = 0,02 моль/л

рН = 1-12

Основные реакции

1.
Ce(NO3
)3
↔ Ce3+
+ 3 NO3
-

2.
Na3
PO4
↔ 3 Na+
+ PO4
3-

3.
Na2
SO4
↔ 2 Na+
+ SO4
2-

4.
KF ↔ K+
+ F-

2.1. Рассчитать долю и концентрацию форм состояния гидролизующихся лигандов в растворе во всем диапазоне рН; построить распределительную диаграмму для каждого из них.

1.
Серная кислота:

т.к. серная кислота является сильной кислотой, то далее в расчетах примем что:= = 0,2 моль/л (по условию).

2. Фосфорная кислота

РО4
3-
+ НОН → НРО4
2-
+ ОН-

НРО4
2-
+ НОН → Н2
РО4
-
+ ОН-

Н2
РО4
-
+ НОН → Н3
РО4
+ ОН-

Н3
РО4
→ Н+
+ Н2
РО4
-
k1
d
= 7.6*10-3

Н2
РО4
-
→ Н+
+ НРО4
2-
k2
d
= 6.2*10-8

НРО4
2-
→ Н+
+ РО3
3-
k3
d
= 4,2*10-13

C(Na3
PO4
) = + + +

Все члены равенства разделим на [PO4
3-
] и получим:

+ + + 1

= C(Na3
PO4
) / + + + 1

Расчет концентраций ионов при рН
= 1

C
(Na
3
PO
4
) = 0,01 моль
/л

= 1,83 ∙ 10-21

[HPO
4
2-
] = (0,01 · 1,83 · 10-21
) / 4,2 ∙ 10-13
= 4,37 ∙ 10-10

[H
2
PO
4
-
] = (0,012
· 1,83 · 10-21
) / (6,2 · 10-8
· 4,2 · 10-13
) = 0,000706

[H
3
PO
4
] = (0,013
· 1,83 ∙ 10-21
) / (7,6·10-3
·6,2·10-8
·4,2·10-13
) = 0,009293

Табл. 1. Расчет концентрации ионов при C
(Na
3
PO
4
) = 0,01 моль
/л

рН	[PO4 3- ]	[HPO4 2- ]	[H2 PO4 - ]	[H3 PO4 ]	Проверка
1	1,83926E-21	4,37918E-10	0,00070632	0,00929368	0,01
2	1,12445E-18	2,67727E-08	0,00431817	0,005681803	0,01
3	2,30108E-16	5,47877E-07	0,008836725	0,001162727	0,01
4	2,56861E-14	6,11574E-06	0,009864094	0,000129791	0,01
5	2,58457E-12	6,15375E-05	0,009925403	1,30597E-05	nter;">0,01
6	2,45167E-10	0,000583732	0,009415029	1,23882E-06	0,01
7	1,60739E-08	0,003827123	0,006172779	8,12208E-08	0,01
8	3,61654E-07	0,008610798	0,001388838	1,82742E-09	0,01
9	4,13163E-06	0,009837204	0,000158665	2,08769E-11	0,01
10	4,17573E-05	0,009942207	1,60358E-05	2,10998E-13	0,01
11	0,000403009	0,009595444	1,54765E-06	2,03638E-15	0,01
12	0,002957713	0,007042174	1,13583E-07	1,49452E-17	0,01

Рассчитаем доли ионов α.

рН
= 1

α(PO
4
3-
) = 1,84 * 10-21
/ 0,01 = 1,83 * 10-19

α(HPO
4
2-
) = 4,37 * 10-10
/ 0,01 = 4,37 * 10-8

α(H
2
PO
4
-
) = 0,0007063 / 0,01 = 0,0706

α(H
3
PO
4
) = 0,0092937 / 0,01 = 0,9294

Табл. 2. Расчет доли ионов α при C
(Na
3
PO
4
) = 0,01 моль
/л

рН	α[PO4 3-]	α[HPO4 2-]	α[H2PO4 -]	α[H3PO4]	Проверка
1	1,83926E-19	4,37918E-08	0,070631967	0,929367989	1
2	1,12445E-16	2,67727E-06	0,431817026	0,568180297	1
3	2,30108E-14	5,47877E-05	0,883672513	0,116272699	1
4	2,56861E-12	0,000611574	0,986409356	0,01297907	1
5	2,58457E-10	0,00615375	0,992540276	0,001305974	1
6	2,45167E-08	0,058373181	0,941502913	0,000123882	1
7	1,60739E-06	0,382712326	0,617277945	8,12208E-06	1
8	3,61654E-05	0,861079811	0,138883841	1,82742E-07	1
9	0,000413163	0,983720378	0,015866458	2,08769E-09	1
10	0,004175727	0,994220691	0,001603582	2,10998E-11	1
11	0,040300864	0,959544371	0,000154765	2,03638E-13	1
12	0,295771288	0,704217353	1,13583E-05	1,49452E-15	1

Диаграмма 1. Зависимость α (PO
4
3-
, HPO
4
2-
, H
2
PO
4
-
, H
3
PO
4
) от рН
раствора C
(Na
3
PO
4
) = 0,01 моль
/л

3.
Фтороводородная кислота

HF ↔ H+
+ F-

Kd
4
= 6.9∙10-4

C(KF) = [HF] + [F-
] = =

Табл. 3. Расчет концентрации и доли ионов при C
(KF
) = 0,02 моль
/л

pH	[F-]	α[F-]
1	0,017222222	0,861111111
2	0,01968254	0,984126984
3	0,019967794	0,998389694
4	0,019996775	0,999838736
5	0,019999677	0,999983871
6	0,019999968	0,999998387
7	0,019999997	0,999999839
8	0,02	0,999999984
9	0,02	0,999999998
10	0,02	1
11	0,02	1
12	0,02	1

2.2. Рассчитаем долю всех возможных форм церия (
III
) в растворе данного состава; построить распределительную диаграмму.

1. Ce3+
+ OH-
→ CeOH2+
kd
5
= 4,6

2. Ce3+
+ SO4
2-
→ CeSO4
+
kd
6
= 3,72

3. Ce3+
+ PO4
3-
→ CePO4
kd
7
= 18,53

4. Ce3+
+ F-
→ CeF2+
kd
8
= 3,99

Ce3+
+ 2F-
→ CeF2
+
kd
9
=7,9*106

Расчет при
pH
= 1

β(Cm
3+
) = 1+ 39810,71706 * 1 * 10-13
+ 5248,074602 * 0,2 + 3,38 *10+18
* 1,83*10-21
+ +9772,37221* 0,02 + 7943282,347 * (0,02)2
= 3574,939

α(Ce
3+
) = 1 / 3574,939 = 0,000279

Рассчитаем доли присутствующих ионов:

Табл. 4. Расчет α(Ce3+
) и долей образующихся комплексов

β[Сe3+]	α[Сe3+ ]	α[CeOH2+ ]	α[CeSO4 + ]	α[CePO4 ]	α[CeF2+ ]	α[CeF2 + ]
3574,939889	0,000279725	1,11361E-12	0,293603516	1,74331E-06	0,047078265	0,659036751
4324,016556	0,000231266	9,20688E-12	0,242740727	0,000881157	0,044482971	0,711663879
5192,544524	0,000192584	7,6669E-11	0,202138839	0,150159252	0,037579401	0,609929924
91458,16661	1,0934E-05	4,35289E-11	0,011476448	0,951646537	0,00213667	0,034729411
8762104,207	1,14128E-07	4,54351E-12	0,00011979	0,999495182	2,23056E-05	0,000362608
830739690,5	1,20375E-09	4,7922E-13	1,26347E-06	0,999994675	2,35269E-07	3,82467E-06
54465535151	1,83602E-11	7,30934E-14	1,92712E-08	0,999999919	3,58846E-09	5,83362E-08
1,22544E+12	8,16032E-13	3,24868E-14	8,5652E-10	0,999999996	1,59491E-10	2,59279E-09
1,39998E+13	7,14297E-14	2,84367E-14	7,49737E-11	1	1,39608E-11	2,26955E-10
1,41492E+14	7,06753E-15	2,81364E-14	7,41819E-12	1	1,38133E-12	2,24558E-11
1,36557E+15	7,32294E-16	2,91532E-14	7,68627E-13	1	1,43125E-13	2,32673E-12
1,0022E+16	9,97801E-17	3,97232E-14	1,04731E-13	1	1,95018E-14	3,17033E-13

Диаграмма 2. Зависимость α(Ce
3+
) и долей образующихся комплексов от рН
раствора

2.3. Определить диапазон концентраций
Na
3

PO
4

и рН где будут преобладать фосфатные комплексы.

В ходе определения концентраций Na
3

PO
4

и интервалов рН
было установлено, что фосфатные комплексы будут преобладать в диапазоне С
Na

3

PO

4

= (0,1*10-12
– 0,1) моль/л. При этом рН
будет варьироваться в широком диапазоне от 3 до 12.

Например: возьмем концентрацию Na
3

PO
4

равную 0,1*10-5
. На графике представленном ниже видно, что комплекс [CePO4
]
преобладать в пределах рН
от 5 до 12.

Диаграмма 3.

2.4. Определить, при каких значениях концентраций
KF
и
Na
3

PO
4

при рН = 3 – 6 в растворе будут преобладать фторидные комплексы.

Определил, что при С
KF

= 0,9 моль/л и при С
Na

3

PO

4

= 0,5*10-4
моль/л в растворе при рН
= 3 – 6 в растворе будет преобладать фторидный комплекс [CeF2
+
], (график данного комплекса показан оранжевым цветом).

Диаграмма 4.

Вывод.

В ходе проделанной работы по теме «состояние церия (III) в водных растворах» было определено следующее:

- доля и концентрация форм состояния гидролизующихся лигандов, построил соответствующую диаграмму;

- определил наличие всех возможных комплексов церия (III) в растворе состава «Ce (NO3
)3
– Na3
PO4
– Na2
SO4
– KF – H2
O», отобразив это на диаграмме.

Так же был определен диапазон концентраций Na3
PO4
и рН где будут преобладать фосфатные комплексы; и при каких значениях концентраций KF и Na3
PO4
при рН = 3 – 6 в растворе преобладают фторидные комплексы.

Список литературы

1. Свободная энциклопедия Википедия http://ru.wikipedia.org/

2. «Химия и технология редких и рассеянных элементов», часть II, под редакцией К. А. Большакова, Москва «Высшая школа» 1978 (стр. 46-86)

3. Дж. Эмсли «Элементы», Москва «Мир» 1993г.

4. Розен Б.Я. «Редкие элементы и их применение» М., «Знание», 1964

5. Вредные химические вещества. Радиоактивные вещества: Справ. изд. / Под ред. В.А. Филова и др. Л.: Химия , 1990.

Для поиска необходимых в расчетах констант пользовался справочником по аналитической химии Ю.Ю.Лурье.