Extracción sinérgica de cobre (II) y zinc (II) con tributilo Fosfato y éter corona

                                      Trabajo N°13

Integrantes:  

• Tone Rivas Luis Eduardo

Extracción sinérgica de cobre (II) y zinc (II) con tributilo  

Fosfato y éter corona

Yuko HASEGAWA, * Hirofumi MIYATA y Satoshi YOSHIDA Departamento de Química,

Universidad de Ciencias de Tokyo, Kagurazaka, Shinjuku-ku, Tokio 162

(Recibido el 29 de marzo de 1986)

Se ha estudiado la extracción por solvente de cobre (II) y zinc (II) con 12-corona-4 (1204) o 15-corona-5 (15C5) como picratos en cloroformo que contiene tributilfosfato (TBP). Se han llegado a las siguientes conclusiones. i) Incluso en presencia de TBP, que es más básico que el éter corona, se extrae cobre (II) o zinc (II) en asociación con 2 moles de 12C4 o 15C5. ii) El complejo de éter corona de cobre (II) o zinc (II) forma aductos estequiométricos 1: 1: 1 (metal (II): éter corona: TBP) en cloroformo. iii) El complejo 12C4 de cobre (II) o zinc (II) forma aductos más estables con TBP que el complejo 15C5. iv) La extracción del metal (II) con 15C5 y TBP es mejor que la de 12C4 y TBP. v) El complejo de cobre (II) con 12C4 o 15C5 forma aductos de TBP más estables que los del complejo de zinc (II).

¡Se ha informado previamente!) Que la extracción de zinc (II) con éter corona e ion picrato no es muy diferente a la del cobre (II), mientras que la extracción de zinc (II) con B-di cetonas como acetil-acetona es notablemente más pobre que la del cobre (II) .2) El comportamiento diferente de la extracción del par iónico del zinc (II) de la extracción del quelato se ha explicado en términos de la diferencia en la estructura de coordinación del metal extraído (II) especies. Esto lleva a la idea de que la formación de aductos o la solvatación de complejos de zinc (II) en fase orgánica puede ser diferente entre el par iónico y el quelato.

En el presente trabajo, las constantes de formación de aductos entre el par de iones picrato del éter corona de zinc (II) o cobre (II) y tributilfosfato (TBP) en cloroformo se han determinado mediante el método de extracción por solvente para comparar con las de los quelatos.

Experimento

Todos los reactivos empleados fueron de calidad analítica. Fosfato de tributilo ex. Tokyo Kasei Inc., se purificó lavando con agua, solución de hidróxido de sodio 0,1 M (M = mol dm3) y ácido perclórico 0,1 M.

Se agitaron nitrato de cobre (II) o zinc (II) (2.5X10-2M), picrato de litio y un éter corona en un tubo de vidrio con tapón mediante un agitador mecánico durante una hora con el mismo volumen de cloroformo que contenía TBP de varias concentraciones. A continuación, el metal (II) en fase orgánica se volvió a extraer con ácido perclórico 0,1 M y se midió su concentración mediante espectrometría de absorción atómica. Los procedimientos detallados se han descrito previamente.1)

La razón de distribución D se definió como:

[pic 1]

donde los subíndices "o" y "a" denotan las fases orgánica y acuosa, respectivamente.

Resultados y discusión  

Cuando se extrajeron zinc (II) y cobre (II) de una solución de picrato de litio que contenía una cantidad determinada de 12C4 o 15C5 en cloroformo en presencia de TBP 0,1 M, la relación de distribución aumentó en proporción al cuadrado de la concentración de aniones. Este resultado indica que un mol de iones metálicos se extrae con dos moles de iones picrato, de manera similar a la extracción del éter-picrato de la corona de metal (II) en cloroformo descrita anteriormente.1)

La relación de distribución del metal (II) entre la solución de picrato de litio y TBP-cloroformo se representa frente a la concentración de TBP en la Fig. 1 (los símbolos son triángulos). Las gráficas log-log dan líneas rectas con una inclinación de 2, aunque las gráficas se desvían de la línea recta en una región de mayor concentración. Indica que el par de iones entre el metal (II) y el ion picrato está acompañado por 2 moles de TBP. A partir del análisis de pendiente, las constantes de extracción (¿Kexo2 = D [A-1a? [TBP)?) De cobre (II) y zinc (II) de la solución de picrato de litio en TBP-cloroformo se determinaron en 1,3 y 0,4 como log Kexo2, respectivamente.

En la región de mayor concentración, estos iones metálicos parecen extraerse con más de 2 moles de TBP. Por lo tanto, los datos obtenidos en la región TBP inferiores a 0,3 M se utilizaron para el análisis de datos en el presente estudio.

Se ha informado) que el par de iones entre el metal (II) y el ion picrato se acompaña de 1 o 2

moles de éteres corona cuando se extrae. Por lo tanto, cuando el par de iones que incluye un éter corona forma aductos con TBP, la relación de distribución se puede representar como

[pic 2]

donde M, E, A y T indican el metal (II), éter corona, ion picrato y TBP, sucesivamente, siendo l, myn el número entero 1 o 2.

La ecuación 1 se puede reescribir introduciendo las constantes de extracción de la siguiente manera:

[pic 3]

La figura 1 también muestra la relación entre la relación de distribución y la concentración de TBP en el caso de la extracción de metal (II) de una solución acuosa que contiene 

[pic 4] 

Fig.1 Extracción de Cu (II) (a) y Zn (II) (b) de solución de picrato de litio 2.5X10-2M que contiene 2.5X10-2M 15C5 (O), 12C4 (O) o sin éter corona (A) en TBP-cloroformo. Las líneas continuas se calculan mediante la siguiente ecuación utilizando las constantes enumeradas en la tabla 1

[pic 5]

Las líneas de cadena se calculan utilizando solo los primeros tres términos de la ecuación, es decir, ignorando la formación de aductos. 

ng de picrato de litio y éter corona en TBP-cloroformo. Las curvas de la cadena en la Fig. 1 se obtienen combinando la extracción con éter corona (Kex10 (E). +

Kexo (E]. [A-} con la extracción con TBP (¿Kexo [T] A-J?). La relación de distribución observada es mayor que el valor calculado dado por la cadena línea. La diferencia se atribuye al aducto. formación representada por el tercer término del numerador en la ecuación. 1. Luego, las constantes de extracción del

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