ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ КОМПЛЕКСООБРАЗОВАНИЯ КОБАЛЬТА(II) И НИКЕЛЯ(II) С НИТРИЛОТРИМЕТИЛФОСФОНОВОЙ КИСЛОТОЙ

ВЕСТНИК УДМУРТСКОГО УНИВЕРСИТЕТА
11

ФИЗИКА И ХИМИЯ
2013. Вып. 4

УДК 541.49 + 543.420.62 + 546.73/74 

Е.Ю. Коробейникова, Д.А. Меркулов

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ КОМПЛЕКСООБРАЗОВАНИЯ КОБАЛЬТА(II) 
И НИКЕЛЯ(II) С НИТРИЛОТРИМЕТИЛФОСФОНОВОЙ КИСЛОТОЙ

Спектрофотометрическим методом изучено взаимодействие ионов кобальта(II) и никеля(II) с нитрилотриметилфосфоновой кислотой в водных растворах. Обнаружены однороднолигандные комплексы различного протонного состава, мольное соотношение металл : лиганд во всех найденных комплексных частицах равно 1:1. 
Определены полные константы устойчивости и рассчитано долевое распределение образующихся комплексонатов кобальта(II) и никеля(II) в зависимости от кислотности среды (T = 20 ± 2 °С, I (NaClO4) = 0,1). 

Ключевые слова: кобальт(II), никель(II), комплекс, комплексон, спектрофотометрия, константа устойчивости.

Нитрилотриметилфосфоновая кислота (НТФ, H6Ntf) является хорошо известным фосфорорга
ническим комплексоном, обладающим набором важных потребительских свойств. Свойство НТФ 
связывать ионы переходных металлов в устойчивые водорастворимые комплексы или осадки используется для применения данного лиганда как стабилизатора разложения перекиси водорода в составе 
отбеливающих и дезинфицирующих средств. Считается, что в рабочих растворах пероксидов из катализаторов разложения в заметных количествах присутствуют только ионы железа(II) и марганца(II). Данные ионы появляются вследствие коррозии трубопроводов, изготовленных из низколегированной стали. Содержание ионов других тяжелых металлов при этом не учитывается. Однако это 
неверно. Большое количество оборудования, контактирующего с пероксидными растворами, изготовлено из нержавеющей стали, в состав которой в качестве легирующих добавок входят кобальт и 
никель. В щелочных окислительных средах ионы данных металлов попадают в раствор из оксидных 
пленок и вследствие коррозии стали, при этом их концентрация становится сопоставимой с содержанием ионов железа и марганца, поступивших с технологической водой.

Обзор литературы показал, что комплексы кобальта(II) с НТФ малоизучены [1; 2], а известные 

комплексы ионов никеля(II) сильно различаются между собой по составу и константам устойчивости 
[1-7]. Все найденные работы данной тематики были выполнены с использованием только одного метода – потенциометрического. В данной работе представлялось интересным исследовать процесс 
комплексообразования кобальта(II) и никеля(II) с нитрилотриметилфосфоновой кислотой спектрофотометрическим методом, а расчеты констант устойчивости нитрилотриметилфосфонатных комплексов выполнить современным итерационным методом.

Экспериментальная часть

Исследование процессов комплексообразования в двойных системах проводили спектрофото
метрическим методом. Оптическую плотность растворов измеряли на спектрофотометрах СФ-56 и 
СФ-2000 с использованием кварцевой кюветы с толщиной поглощающего слоя 1 см. В качестве раствора сравнения использовали раствор перхлората натрия с концентрацией 0,1 М. Все кривые 
A = f(pH) получены методом спектрофотометрического титрования. Активность ионов водорода измеряли на иономере И-160 с использованием рабочего электрода ЭС-10603/7 и электрода сравнения 
ЭСР-10101. Прибор калибровали при помощи стандартных буферных растворов, приготовленных из 
фиксаналов. Требуемое значение рН растворов создавали растворами NaOH и HClO4 марки «ч.д.а.». 
Постоянство ионной силы (I = 0,1) поддерживали раствором NaClO4 («ч.д.а.»). Исследования проводили при комнатной температуре 20 ± 2 °С. Растворы сульфатов кобальта(II) и никеля(II) готовили 
путем растворения навески реактивов CoSO4 · 7H2O и NiSO4 · 7H2O марки «х.ч.» в дистиллированной
воде и стабилизировали от гидролиза добавлением HClO4. Концентрацию ионов кобальта(II) и никеля(II) в растворе контролировали комплексонометрически с помощью ЭДТА. Раствор НТФ готовили 
растворением навески препарата марки «х.ч.» в дистиллированной воде, точную концентрацию определяли путем потенциометрического титрования. Математическую обработку результатов проводили 
с помощью программы CPESSP [8], моделирование долевого распределения частиц в изученных системах осуществляли с помощью программы SolEq [9].