Ацетон всегда содержит некоторое количество енольной формы (примерно 2,5·10 –4 %) и поэтому эта стадия формально должна рассматриваться как обратимая реакция первого порядка. Но так как кето-енольное равновесие сильно смещено в сторону кетонной формы, то можно принять, что в отсутствие кислоты реакция описывается кинетикой необратимой реакции первого порядка:
Это выражение можно представить также в виде
Некаталитическая стадия йодирования ацетона протекает достаточно медленно. При комнатной температуре и небольших концентрациях ацетона (менее 0,15 моль/л) образование йодацетона, практически не наблюдается в течение нескольких часов. С увеличением концентрации ацетона и повышением температуры скорость реакции начинает увеличиваться. Поскольку константа скорости некаталитического процесса мала, то разложение экспоненты в ряд при малых значениях t позволяет применить для обработки экспериментальных данных уравнение:
По мере накопления гидроксония, являющегося катализатором данной реакции, процесс переходит в автокаталитический режим, меняется механизм процесса, а скорость заметно возрастает. Скорость реакции в этом случае описывается уравнением (IV.6), а константа скорости может быть рассчитана по уравнению (IV.12). Специфика использования этого уравнения в данном случае заключается в том, что по мере протекания некаталитического йодирования возникает пороговая концентрация водородных ионов (х 0=[H + ]0), приводящая к началу каталитического процесса. При этом а >> х, а через некоторое время текущая концентрация йодацетона х становится заметно больше х 0 и тогда в удовлетворительном приближении можно записать:
ЧТО РАСТВОРЯЕТ АЦЕТОН
Таким образом, измерение текущей концентрации йода в некаталитической реакции позволяет определить в начальный период протекания реакции константу скорости некаталитической стадии, а затем константу скорости автокаталитической стадии и пороговую концентрацию ионов [H + ], приводящую к доминированию автокаталитической стадии.
Следует отметить, что обе реакции (некаталитическая и каталитическая) протекают по разным механизмам (т.е. имеют разные координаты реакции), но при этом имеют одинаковые исходные вещества (ацетон и йод) и одинаковые продукты реакции (йодацетон и йодистоводородную кислоту). Поэтому экспериментальное определение констант скоростей дает возможность сравнить энергии активации, определяемые по уравнению Аррениуса
для двух механизмов одной и той же реакции.
2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
Методика измерения
Определение кинетической кривой x (t) проводят, регистрируя убыль концентрации йода, так как окраска реакционной смеси зависит от его концентрации. Для этого измеряют оптическую плотность реакционной смеси (di) через определённые (i -тые) промежутки времени на фотоколориметре при полосе поглощения света 490,6 нм.
В соответствии со стехиометрическим уравнением реакции (IV.1) убыль концентрации ацетона и йода, а также концентрация образующегося йодацетона равны между собой и могут быть рассчитаны по формуле
Золото или не Золото Проверка на ПРОБЫ РЕАКТИВОМ ®️
где C 0(I2) – начальная концентрация йода в реакционной смеси.
Точность последующих расчётов константы скорости реакции зависит от точности приготовления исходных растворов реагентов, измерения оптической плотности и температуры реакционной смеси. Следует обратить внимание на то, что приготовление исходной реакционной смеси и измерения оптической плотности следует проводить быстро.
Подготовка растворов.
Исходные рабочие растворы готовят в колбах из кварцевого стекла, чтобы не нарушать кислотно-щелочное равновесие в растворе.
Реакция в кислой среде.
Для изучения кинетики реакции в кислой среде готовят рабочие растворы в соответствии с данными таблицы IV.1.
Таблица IV.1. Состав исходных растворов для изучения иодирования ацетона в кислой среде в зависимости от температуры.
| 3 одинаковых комплекта для T 1 = 298 К, Т 2 = 308 К, Т 3 = 318 К | ||||
| № колбы | Объем 1 М раствора HCl, мл | Объем 0,1 М раствора I2 в 4% растворе KI, мл | Объем ацетона, мл | Объем воды, мл |
| Начальные концентрации реагентов в реакционной смеси: С 0(С3Н6О) =………моль/л, С 0(I2) =……..моль/л |
Плотность ацетона при 298 К равна 0,791 г/мл.
Реакция в нейтральной среде
Для изучения кинетики реакции в нейтральной среде готовят рабочие растворы в соответствии с данными таблицы IV.2.
Таблица IV.2. Состав исходных растворов для изучения иодирования ацетона в нейтральной среде в зависимости от температуры.
| Температура проведения реакции, К | № колбы | Объем 0,1 М раствора I2 в 4% растворе, KI, мл | Объем ацетона, мл | Объем воды, мл | Начальные концентрации, моль/л |
| Со(С3Н6О) =…моль/л Со(I2) =……..моль/л | |||||
| Со(С3Н6О) =…моль/л Со(I2) =……..моль/л | |||||
| Со(С3Н6О) =…моль/л Со(I2) =….моль/л |
Плотность ацетона для всех температур принять равной 0,79 г/мл
Источник: infopedia.su
Головокружительный эксперимент — ацетон!(замачиваем монеты)
Здравствуйте дорогие друзья единомышленники, подписчики и гости канала! Сегодня решили провести подобный показательный эксперимент, чтобы выяснить: — Как повлияет ацетон на грязные монеты? Под грязью мы подразумеваем органические загрязнения и сильное окисление. Будет полезным так-же увидеть, как реагирует ацетон с монетами из разных типов металла. Признаться, подобный эксперимент не очень желателен, так как ацетон имеет сильный запах, к тому же не безопасен (к сожалению ацетон гораздо быстрее поступает в ингаляционном состоянии, чем выводится из организма — поэтому такие опыты лучше проводить в хорошо проветриваемом помещении), но выяснить это взаимодействие для полноты картины процесса очистки монет совершенно необходимо.
АЦЕТОН -органическое вещество, простейший представитель насыщенных кетонов. Своё название получил от лат. acetum — уксус. Хорошо растворяет органические вещества, а так-же ряд солей.
Удивительное совпадение! При агрессивном способе очистки монет очень успешно применяется уксусная кислота — как в чистом виде, так и в виде различных смесей. Вот мы и проверим, насколько успешным может оказаться такой головокружительный метод с ацетоном!
В качестве подопытных выбраны следующие, не подающие надежд образцы — выбраны максимально загрязнённые из имеющихся!
В план эксперимента входит погружение подопытных образцов в стеклянную ёмкость с ацетоном (продаётся в хоз.товарах в стеклянных ёмкостях объёмом 0.5 литра) и последующее замачивание в течении 12 часов. Приступим.
Монеты выложены в ёмкость, залиты ацетоном и оставлены на требуемое время.
По истечении заданного периода времени можно наблюдать следующий результат:
Как можно заметить, монеты стали намного чище. Удалена ржавчина и некоторое количество загрязнений. Что немаловажно, патина на монетах осталась. Эффекта покраснения не наблюдается. Повреждений вызванных воздействием ацетона не выявлено.
Можно сделать вывод, что ацетон производит медленное, бережное для монеты, растворение налёта и замачивание на более длительный срок принесёт более ощутимые результаты. Метод очень подойдёт тем, кто готов ждать, кто не боится сильно выраженного запаха и кто хочет сохранить патину на монете.
Вот такой друзья головокружительный опыт! Рады, если эта статья оказалась для вас такой же полезной, как и для нас!
Не забывайте, что подобный опыт может проводиться только в хорошо проветриваемом помещении, при отсутствии массового скопления людей.
Будьте здоровы, редких находок вам и хорошего настроения!
Источник: dzen.ru
Как реагирует золото на ацетон
Смола при этом переходит в роданистую форму. Кривая элюирования золота со смолы AM5 н. раствором NH4SCN (рис. III.11) показывает, что для достаточно полного извлечения золота требуется 14 объемов раствора на 1 объем смолы, но большую часть золота можно получить в первых 6—8 объемах более концентрированного раствора.
Кроме золота роданистые щелочи десорбируют комплексные цианиды серебра, меди, никеля, кобальта и железа, ионы свободного цианида и гидроксил-иона. Роданида не десорбируют цианистые соединения цинка, но последние извлекаются щелочью, обычно присутствующей в роданистом растворе.
Серебро десорбируется быстрее золота и в основном переходит в первые фракции элюата. Селективное элюирование одного серебра возможно в случае применения более слабого раствора, содержащего 8-10 r/л SC(NH2)2 и 2-3 г/л HCl или H2SO4.
Цианистые соединения меди также хорошо десорбируются растворами TM. Однако при высоком содержании меди в смоле (более 5 мг/г), вследствие образования в смоле при кислой среде осадка простого цианида меди CuCN, процесс элюирования удлиняется, и извлечение золота может быть недостаточно полным.
Никель, содержащийся в насыщенном анионите обычно в небольшом количестве (не более 2—3 мг/г), десорбируется раствором TM достаточно полно.
В связи с этим во избежание осложнений процесса и загрязнения золото- и серебросодержащего элюата медью и никелем целесообразно предварительно десорбировать их из анионита.
Десорбция [Ag(CN)2]-. Как отмечено выше, наиболее эффективным десорбентом цианистых соединений серебра является слабокислый раствор TM, содержащий 8-10 г/л TM + 2-2,5 г/л HCl или H2SO4. При взаимодействии с серебром TM образует катионный комплекс состава Ag[SC(NH2)2]3+, не удерживаемый анионитом и переходящий в элюирующий раствор по реакции
По принципу ионного обмена цианистые анионы серебра хорошо десорбируются растворами 75—225 г/л NH4SCN + 10—20 г/л NaOH по реакции
По тому же принципу цианиды серебра достаточно полно десорбируются растворами: а) 250 г/л NH4NO3; б) 100 г/л NaCN; в) в меньшей степени — раствором 150-200 г/л NaCl. Серебро почти He десорбируется растворами NaOH.
Десорбция [Cu(CN)n]n-1. Цианистые анионы меди эффективно Десорбируются слабокислыми растворами TM той же концентрации, что и для золота, а также щелочным раствором роданистого аммония с концентрацией 50-75 г/л NH4SCN + 10-20 г/л NaOH. Хорошо десорбируются анионы меди раствором цианистого натрия с концентрацией 40-80 г/л NaCN + 0,1 г/л NaOH при температуре 50-60 °С по реакции обмена
Катионные группы анионита при этом нейтрализуются ионами циана. Извлечение меди в раствор при расходе его до 10 объемов на 1 объем смолы составляет 70—90%.
При обработке смолы, содержащей комплексные цианиды меди, растворами минеральных кислот (2%-ной серной или соляной кислотой) происходит разложение комплексов по реакциям:
В результате разложения комплексов образуется осадок простого цианида меди CuCN, который остается в смоле, и, следовательно, медь не десорбируется. Вместе с тем происходит частичная регенерация цианида, выделяющегося в виде синильной кислоты HCN. Регенерируется цианид из ионов: [Cu(CN)2]- — 50%; [Cu(CN)3]2- — 66,6%; [Cu(CN)4]3- — 75,0%.
Для элюирования меди необходимо окислить осадок цианида меди с переводом одновалентной меди в форму катиона Cu2+, не удерживаемого анионитом и уходящего с раствором. При использовании в качестве окислителя Fe2(SO4)3 (1,3%) в растворе H2SO4 элюирование проходит по реакции
При этом цианид регенерируется полностью. В случае применения HCl в качестве окислителя следует использовать FeCl3.
Таким образом, применение раствора серной или соляной кислот с окислителем позволяет элюировать медь с одновременной полной регенерацией цианида, что соответствует данным И.Н. Плаксина и М.А. Кожуховой, полученным при регенерации цианистых растворов.
Осадок CuCN можно извлечь из смолы также крепким (40—50 г/л) раствором NaCN.
Кроме упомянутых реагентов, десорбция цианистых анионов меди может производиться растворами NaCl с концентрацией 150—175 г/л по реакции обмена
Процесс протекает эффективнее при повышении температуры до 50-60 °С.
Десорбция [Zn(CN)4]2-. Цинк хорошо элюируется со смолы разбавленными растворами H2SO4 c концентрацией 20-25 г/л по реакции
При этом цианистый комплекс цинка разлагается, цинк переходит в форму катиона Zn2+, не удерживаемого анионитом, цианид полностью регенерируется.
В случае применения HCl необходимо использовать разбавленные растворы с концентрацией 0,1 н. (3-5 г/л) HCl, так как при концентрации 0,5 н. HCl и выше цианистый комплекс переходит в хлористый комплекс ZnCl4в2-, который задерживается анионитом:
В этом случае цинк выводится из смолы при последующей промывке ее водой вследствие разложения аниона ZnCl4в2- с образованием растворимой соли ZnCl2, в которой цинк находится в виде катиона Zn2+, не задерживаемого анионитом.
В случае присутствия в смоле ионов ферроцианида [Fe(CN)6]4-катионы цинка в кислой среде образуют с ними осадки Zn2Fe(CN)6 и H2ZnFe(CN)6, которые остаются в смоле. По этой причине степень кислотной десорбции цинка уменьшается.
Цианистые соединения цинка эффективно элюируются растворами NaOH с концентрацией 40-50 г/л (Б.Н. Ласкорин с сотрудниками). При этом протекают реакции
Образующийся цинкат-ион [Zn(OH)4]2-сильно гидратирован и переходит в водную фазу. Ион ферроцианида [Fe(CN)6]4- частично может сорбироваться анионитом.
Комплексный цианид цинка слабо элюируется растворами роданистого аммония и хлористого натрия, но добавление к этим растворам NaOH в количестве 20 г/л резко повышает извлечение цинка из смолы.
Тетрацианоцинкат-ион успешно десорбируется также раствором 250-400 г/л NH4NO3+ 10 г/л NH4OH. Цианистые растворы не десорбируют соединения цинка.
Десорбция (Ni(CN)4]2-. Анионы [Ni(CN)4I2′, как и анионы меди, активно десорбируются слабокислым раствором TM, а также щелочным раствором NH4SCN. В последнем случае десорбция протекает по реакции обмена
Эффективно элюируется никель разбавленными растворами серной (20-25 г/л) или соляной (10-20 г/л) кислоты по реакции
Процесс протекает с образованием катиона Ni2+, не задерживаемого анионитом, и полной регенерацией цианида.
Раствор NH4NO3C концентрацией 250 г/л десорбирует никель частично (около 40%). Растворы NaCN, NaOH, NaCl практически не десорбируют цианистый никель.
Десорбция ферроцианид-иона [Fe(CN)6]4-. Ферроцианид-ион эффективно десорбируется с анионита растворами NaCN с концентрацией 50-100 г/л, лучше при температуре до 50-60 °С. Процесс протекает по реакции ионного обмена
Образующиеся комплексные катионы меди, цинка и никеля переходят в элюат. Ферроцианид-ион десорбируется со смолы ионом NO3- по реакции обмена:
Анион [Fe(CN)6]4- частично (до 40%) элюируется растворами 2-4 н. HNO3 и мало элюируется растворами H2SO4 и NaOH.
Десорбция [Co(CN)4]2-. Цианистый анион кобальта содержится в насыщенном анионите обычно в малом количестве (не более 1 мг/г), но десорбция его затруднена. Наиболее эффективно [Co(CN)6]4- элюируется раствором 150—375 г/л NH4SCN, частично (до 30—60%) — растворами 225—250 г/л NH4NO3, 180 г/л NaCl + 20 г/л NaOH, 50—100 г/л NaCN. Десорбция кобальта возрастает с повышением температуры до 50—60 °С.
Десорбция цианид-иона CN-. Цианад-ион регенерируется растворами серной или соляной кислот с концентрацией 10—20 г/л по реакции:
- Сорбция из пульп (сорбционное выщелачивание)
- Закономерности сорбции цианистых комплексов золота, серебра и других металлов анионитами
- Типы ионитов, используемых в процессе сорбции
- Извлечение золота из растворов
- Агитационное цианирование золотосодержащих руд
- Перколяционное цианирование золотосодержащих руд
- Причины, вызывающие расход цианида. Защитная щелочь
- Взаимодействие цианистых растворов с соединениями ртути, мышьяка, сурьмы
- Взаимодействие цианистых растворов с соединениями меди и цинка
- Взаимодействие цианистых растворов с сопутствующими минералами железа
Источник: metal-archive.ru