ISSN:
2181-3906
2025
International scientific journal
«MODERN
SCIENCE
АND RESEARCH»
VOLUME 4 / ISSUE 4 / UIF:8.2 / MODERNSCIENCE.UZ
1128
МНОГОЦЕНТРОВОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ПОЛИДЕНТАТНЫХ РЕАГЕНТОВ
С ИОНАМИ МЕТАЛЛОВ
Салихова Озода Абдуллаевна
Кандидат технических наук, доцент Ташкентского химико-технологического института.
e-mail:
Исмаилова Лола Анваровна
Кандидат технических наук, доцент Ташкентского химико-технологического института.
https://doi.org/10.5281/zenodo.15245755
Аннотация. Одной из общих закономерностей комплексообразования ионов
металлов с модифицированными КПАВ реагентами различных типов является
расширение интервала взаимодействия на 1-2 ед. рН в кислую или щелочную области.
Кроме того, в присутствии КПАВ наблюдается активация комплексообразования
ряда легкогидролизующихся ионов W(VI), Sn(IV), Mo(VI), Ge(IV), Ti(IV), Nb(V), Ta(V) и
прочих с указанными реагентами в сильнокислых средах. Комплексообразование
протекает при такой кислотности, при которой взаимодействие в системах М - R
обычно отсутствует. Последний факт очень важен с прикладной точки зрения,
поскольку существенно повышает селективность и воспроизводимость определения
указанных элементов. Смещение рН комплексообразования элементов с модифициро-
ванными реагентами на несколько единиц для слабокислой, нейтральной и слабощелочной
сред легко объясняется с позиций особенностей образования ассоциатов, рассмотренных
в предыдущих разделах. Поскольку устойчивые гидрофобные ассоциаты образуются и
фиксируются в спектрах на 1-2 ед. рН раньше, чем появляются полосы поглощения
соответствующей ионизированной формы, то и образование хелатов с такими
ассоциатами также фиксируется по спектрам поглощения значительно раньше, а рН
1/2
(рН половинного образования) ассоциата и соответствующего хелата коррелируют
между собой.
Ключевые слова:
коллоидной природой раствор, эффект увеличения,
аналитико-
активная группы, легкогидролизующихся элементов, полидентатные реагенты,
оксихинонная группировка.
ISSN:
2181-3906
2025
International scientific journal
«MODERN
SCIENCE
АND RESEARCH»
VOLUME 4 / ISSUE 4 / UIF:8.2 / MODERNSCIENCE.UZ
1129
MULTICENTER INTERACTION OF POLYDENTATE REAGENTS WITH METAL
IONS
Abstract. One of the general patterns of complexation of metal ions with reagents of
various types modified with cationic surfactants is the expansion of the interaction range by 1-2
pH units into the acidic or alkaline region. In addition, in the presence of cationic surfactants,
activation of complexation of a number of easily hydrolyzed ions W(VI), Sn(IV), Mo(VI), Ge(IV),
Ti(IV), Nb(V), Ta(V) and others with the indicated reagents in strongly acidic media is observed.
Complexation occurs at an acidity at which interaction in M-R systems is usually absent. The
latter fact is very important from the applied point of view, since it significantly increases the
selectivity and reproducibility of determination of the indicated elements. The shift in pH of
complexation of elements with modified reagents by several units for weakly acidic, neutral and
weakly alkaline media is easily explained from the standpoint of the features of associate
formation considered in the previous sections. Since stable hydrophobic associates are formed
and recorded in the spectra 1-2 pH units earlier than the absorption bands of the corresponding
ionized form appear, the formation of chelates with such associates is also recorded in the
absorption spectra much earlier, and the pH1/2 (pH of half-formation) of the associate and the
corresponding chelate correlate with each other.
Keywords: colloidal nature of the solution, magnification effect, analytically active
group, easily hydrolyzed elements, polydentate reagents, oxyquinone group.
Анализ литературы по теме.
Пирокатехиновый фиолетовый образует с
различными ионами металлов, как правило, два продукта реакции М: ПКФ = 1:1 и 1 : 2 . В
зависимости от условий преобладает тот или иной продукт. В присутствии КПАВ в
спектрах хелатов появляется новая интенсивная полоса, батохромно смещенная примерно
на 200 нм (табл.1). Наиболее сильное изменение оптических характеристик отмечено для
группы легкогидролизующихся элементов, которые в отсутствие КПАВ практически не
взаимодействуют с ПКФ в кислых средах.
ISSN:
2181-3906
2025
International scientific journal
«MODERN
SCIENCE
АND RESEARCH»
VOLUME 4 / ISSUE 4 / UIF:8.2 / MODERNSCIENCE.UZ
1130
Наблюдаемые эффекты обусловлены не коллоидной природой раствора, а
образованием хелатных ассоциатов М(ПКФ)
я
(ЦП)
т
, особенностью которых является
присоединение большего числа ионов КПАВ к реагенту, связанному в комплекс с ионом
металла, чем это имеет место в ионном ассоциате реагента с КПАВ в идентичных
условиях. Так, в хелате М(ПКФ) к реагенту присоединяются два катиона ЦП, а в хелате
М(ПКФ)
2
- четыре катиона, в аналогичных случаях к самому ПКФ присоединяется лишь
один катион ЦП, причем присоединение дополнительных ионов КПАВ в хелате
сопровождается сильным батохромным эффектом.
Методы:
Явление находит объяснение, если учесть возможное влияние
комплексообразования на состояние связи ОН гидроксильной группы ПКФ. По-
видимому, при комплексообразовании иона металла по о-оксихинонной группировке
происходит разрыхление указанной связи, что и облегчает присоединение еще одного
иона ЦП:
Т а б л и ц а 1
Эффект увеличения числа присоединенных катионов ЦП к хелатам
металлов с ПКФ (рН = 4)*
Металл Молярное отношение
X
max
нм
М : ПКФ
М : ПКФ :
ЦП
М(ПКФ)
п
М(ПКФ)ЦП
Ti(IV)
1:2
1:2:4
580
740
W(VI)
1 : 1
1:1:2
540
670
Mo(VI)
1 : 1
1:1:2
560
710
Ge(IV)
1:2
1:2:4
580
660
Sn(IV)
1 : 1
1:1:2
570
670
* В идентичных условиях без иона металла образуется ассоциат
ПКФ: ЦП = 1:1.
ISSN:
2181-3906
2025
International scientific journal
«MODERN
SCIENCE
АND RESEARCH»
VOLUME 4 / ISSUE 4 / UIF:8.2 / MODERNSCIENCE.UZ
1131
Таким образом, в подобных системах в результате влияния КПАВ во
взаимодействие вовлекаются как функционально-аналитическая, так и аналитико-
активная группы, т. е. осуществляется многоцентровое взаимодействие. Такое
взаимодействие с полиден-татными реагентами, обладающими разветвленной
хромофорной л-электронной системой, затрагивает при комплексообразовании
одновременно функционально-аналитическую и аналитико-активную группы и позволяет
максимально раскрыть предельные возможности реагентов с точки зрения увеличения их
контрастности.
Несколько иначе обстоит дело при комплексообразовании в сильнокислых средах,
когда указанные реагенты образуют изоионные кислоты, присоединяя протон по
электронодонорному гетероатому. Функционально-аналитическая группировка реагента, в
которую входит этот гетероатом, оказывается блокированной и нереакционноспособной
по отношению к иону металла. Гидрофобная гидратация реагента в результате
взаимодействия с КПАВ затрудняет протонирование гетероатома. В результате этого
функциональноаналитическая группа приобретает способность координировать ион
металла.
Методика проведения работы и обработки результатов опытов.
Рассмотрим
подробнее взаимодействие титана с дисульфофе- нилфлуороном (ДСФФ). Этот реагент
взаимодействует в присутствии ПАВ с широким кругом элементов в диапазоне
кислотности от 2 моль/дм
3
H
2
SO
4
до рН 11. Однако наиболее интересные аналитические
эффекты наблюдаются в кислых средах для легкогидролизующихся элементов.
Дисульфофенилфлуорон взаимодействует с титаном аналогично другим
представителям реагентов флуороно- вого класса с образованием двух комплексов Ti:
ДСФФ = 1:2 в области рН 3-5. В присутствии ЦП взаимодействие начинается в более
кислой среде (1 моль/дм
3
H
2
SO
4
), причем образуется новое соединение с ценными
аналитическими свойствами. Проявляются полосы поглощения при A,
max
= 465, 495, 540 и
610 нм. Полосы с ^
max
= 465 и 495 нм принадлежат протонированной и ионизированной по
сульфогруппам формам ДСФФ; полоса поглощения с ^
max
= 540 нм соответствует
образованию продукта взаимодействия титана с ДСФФ 1 : 2, по всей вероятности,
ассоциированного с ЦП по сульфогруппам. Полоса поглощения с A,
max
= 610 нм принадле-
жит новому хелатному ассоциату, образующемуся во времени.
ISSN:
2181-3906
2025
International scientific journal
«MODERN
SCIENCE
АND RESEARCH»
VOLUME 4 / ISSUE 4 / UIF:8.2 / MODERNSCIENCE.UZ
1132
Механизм действия ЦП в системе Ti - ДСФФ - ЦП интерпретируется в литературе
следующим образом. В первый момент смешения компонентов ЦП переводит ДСФФ из
нереакционноспособной протонированной в реакционноспособную депротонированную
форму вследствие образования гидрофобного ассоциата по отрицательно заряженным
сульфогруппам. В результате изменяются про- тотропные свойства среды вблизи реагента
и затрудняется протонирование реагента. Затем титан взаимодействует с реакционно-
способной депротонированной формой реагента, образуя хелатный ассоциат Ti: ДСФФ:
ЦП = 1 : 2 : 4 . Этот продукт образуется лишь в том случае, если титан координирует две
молекулы ДСФФ по о-ок- сихинонной группировке. Координация металла приводит, в
свою очередь, к разрыхлению связи О - Н гидроксильной группы в положении 3 и
способствует присоединению дополнительного катиона ПАВ по данной оксигруппе. В
результате появляется еще один продукт взаимодействия с теми же молярными
соотношениями Ti(IV): ДСФФ = 1 : 2 , но с другим числом присоединенных ионов ЦП,
равным шести, и с другой величиной A,
max
, поскольку во взаимодействие вовлекается
ауксохромная группа, ионизация которой оказывает сильное влияние на спектр
поглощения реагента.
Прогнозируется аналогичный механизм взаимодействия для пи-рокатехинового
фиолетового и бромпирогаллового красного и других полидентатных реагентов
трифенилметанового ряда с ионами металлов и КПАВ в кислых средах с той лишь
разницей, что наличие сильных электронодонорных (акцепторных) заместителей будет
по-разному отражаться на величине интервала кислотности взаимодействия.
Скорее всего, эффект активации комплексообразования в кислых средах связан не
только с депротонированием лигандов, но и с изменением гидратной оболочки иона
металла под влиянием гидрофобных свойств ассоциатов.
Повышение устойчивости хелатов
Результаты:
Наблюдаемые в спектрах систем, содержащих ОР, ион металла и
ПАВ, гиперхромные эффекты, а также качественное наблюдение за поведением таких
систем в присутствии маскирующих комплек- сообразователей (винная, лимонная
кислота, ЭДТА и др.) позволили предположить, что модифицированные ПАВ реагенты
образуют более устойчивые комплексы по сравнению с аналогичными не-
модифицированными лигандами.
ISSN:
2181-3906
2025
International scientific journal
«MODERN
SCIENCE
АND RESEARCH»
VOLUME 4 / ISSUE 4 / UIF:8.2 / MODERNSCIENCE.UZ
1133
При исследовании комплексообразования ионов Cu(II) с ДСФФ в отсутствие и в
присутствии ПАВ установлено, что в отсутствие ПАВ медь взаимодействует с ДСФФ в
интервале рН 6-10, образуя два комплекса с X
max
= 535 и 595 нм. Модификация ДСФФ
катионами ЦП приводит к повышению кислотности комплексообразования, которое
начинается при рН 3 и сопровождается увеличением интенсивности полосы поглощения с
X = 595нм.
Оптимальное значение рН комплексообразования 6-7. Молярные отношения
компонентов в хелатном ассоциате составляют Cu(II): ДСФФ : ЦП = 1 : 2 : 6 . Реагент в
этих условиях существует в виде трехкратно диссоциированной формы, поэтому
графическая структура образующегося хелата Cu(II) : ДСФФ : ЦП = 1 : 2 : 6 может быть
представлена таким образом:
Расчет констант устойчивости образующихся комплексов показал, что
присоединение катионов ЦП к хелату ДСФФ и меди(П) приводит к возрастанию
константы образования этого комплекса в 500 раз.
Эффект увеличения устойчивости хелатов металлов в присутствии ПАВ можно
интерпретировать, исходя из наличия гидрофобных взаимодействий в модифицированных
реагентах. Гидрофобная гидратация ассоциата существенно влияет как на состояние
реакционных центров реагента, так на состояние взаимодействующих с такими
ассоциатами ионов металлов. Прежде всего необходимо отметить важную роль
дегидратационных процессов, повышающих донорные свойства атомов кислорода в
молекулах реагентов, что способствует изменению характера связи металл - реагент. С
другой стороны, дегидратация ионов металлов, вступающих во взаимодействие с
гидрофобными ассоциатами, также способствует изменению характера связи металл -
реагент.
Заключение:
Для ионов переходных металлов характерно наличие сильного
взаимодействия молекул гидратной воды с катионами.
ISSN:
2181-3906
2025
International scientific journal
«MODERN
SCIENCE
АND RESEARCH»
VOLUME 4 / ISSUE 4 / UIF:8.2 / MODERNSCIENCE.UZ
1134
Под воздействием диполей молекул воды d-электроны катионов (кроме Mn (II) и
Fe(III)) перестраиваются (эффект кристаллического поля).
Связывающие орбитали этих катионов, образующиеся при участии J-электронов,
вступают во взаимодействие с неподеленной парой электронов молекулы воды,
вследствие чего возникает связь, близкая по характеру с ковалентной. Это препятствует
образованию более прочной связи между ионами металлов и реагентами при их
взаимодействии в водной среде.
Ослабление взаимодействия как ионов металлов, так и реагентов с гидратной водой
в гидрофобно-гидратированном реагенте способствует тому, что преимущественно
ионный тип связи, характерный для хелатов хромофорных реагентов с ионами различных
металлов в водных растворах, уступает место ковалентному. Может быть, что не
участвующие во взаимодействии с гидратной водой в случае модифицированного ПАВ
реагента связывающие J-орбитали катионов вступают во взаимодействие с неподеленной
парой электронов донорного атома кислорода реагента, в результате чего и возникает
связь, близкая по характеру к ковалентной и отличающаяся большей устойчивостью, чем
ионная, в случае немодифицированных реагентов.
REFERENCES
1.
Будников Г. К
.
Модифицированные электроды для вольтамперометрии в химии,
биологии и медицине / Г К. Будников, Г А. Евтюгин, В. Н. Май-стренко.
Лаборатория знаний, 2010.
2.
Вережников В. Н. Коллоидная химия поверхностно-активных веществ / В. Н.
Вережников, И. И. Гармашева, М. Ю. Крысин. - СПб.: Лань, 2015.
3.
Ergasheva D.A., Saliхova O.A./ Characteristics of reagents to increase oil recovery.//
International journal of education, social science & humanities. Finland Academic
Research Science Publishers. impact factor- 8.09
.
Volume-12| Issue-3|. 22-03-2024. Page
No: 310-316. Mamlakat:
FINLANDIYA
. ISSN: 2945-4492 (online) | (SJIF) = 8.09
Impact
factor.
https://doi.org/10.5281/zenodo.10802661
https://farspublishers.com/index.php/fars.
4.
Saliхova О.А. Study of the activity of synthesized catalysts in the reaction of/ Saliхova
О.А., Shamadinova N.E. Hydrogenolysis of thiophene ethiopian international journal of
multidisciplinary research. impact factor: 7,662. volume: 11, issue 03, march-2024. page
ISSN:
2181-3906
2025
International scientific journal
«MODERN
SCIENCE
АND RESEARCH»
VOLUME 4 / ISSUE 4 / UIF:8.2 / MODERNSCIENCE.UZ
1135
no: 36-42. India. sjif 2019: 4.702 2020: 4.737 2021: 5.071 2022: 4.919 2023: 6.980 2024:
5.
Saliхova O.A. Characteristics of reagents to increase oil recovery / Ergasheva D.A.,
Saliхova O.A. International journal of education, social science & humanities. finland
academic research science publishers. impact factor- 8.09.
6.
volume-12| issue-3|. 22-03-2024. page no: 310-316. mamlakat: finlandiya
7.
issn:
2945-4492
(online)
|
(sjif)
=
8.09
impact
factor
https://doi.org/10.5281/zenodo.10802661
https://farspublishers.com/index.php/fars
8.
Saliхova O.A., Changes in the composition of the catalyst depending on the
9.
production method, environment and temperature when calving
10.
different environments./ Saliхova O.A., Sidikova G.A. Galaxy international
interdisciplinary research journal. impact factor- 7.718. issn: 2347-6915
11.
sjif impact factor (2024): 8.346 volume-12, issue 3, march -2024.
12.
https://internationaljournals.co.in/index.php/giirj
. page no:354-358. india.
13.
Saliхova O.А., Ismailova L.A., Jalilov A./ Journal of chemistry. impact factor-6.739|.
volume-7, issue-4, published |20-04-2024|. page no 10-15. Filipin.// Effects of surfactant
concentration on interfacial properties.
14.
О.А.Салихова, Шамидинова Н.Э., Турабджанова С. Ш. / “World of
science”republican scientific journal. volume-7, issue-4. 25th april 2024. стр. 18-22.
o‘zbekiston.// метод увеличения нефтеотдачи залежей высоковязких нефтей с
применением гелеобразующей и нефтевытесняющей композиций
15.
О.Salikhova, D.Ergasheva, G.Abdurazakova / scopus & web of science
indexedhttps://doi.org/10.1051.// An in-depth exploration of the reagent-based approach
for eliminating hydrogen sulphide from crude oil.
16.
Saliхova O.A./ Leading ideas for sustainability. impact factor- 10.04. issue: 1 volume: 1
april 2024. page no: 43-52/ joutnal of india. // use of surfactants in oil production.
