Комплексонаты кобальта (II) и никеля (II) с 1,3-дикарбоксипропан-1-иминодиуксусной кислотой в водных растворах

ВЕСТНИК УДМУРТСКОГО УНИВЕРСИТЕТА
47

ФИЗИКА. ХИМИЯ
2011. Вып. 2

УДК 541.49 + 543.420.62 + 546.73/74 

В.И. Корнев, Е.Ю. Коробейникова

КОМПЛЕКСОНАТЫ КОБАЛЬТА (II) И НИКЕЛЯ (II) C 1,3-ДИКАРБОКСИПРОПАН1-ИМИНОДИУКСУСНОЙ КИСЛОТОЙ В ВОДНЫХ РАСТВОРАХ

Спектрофотометрическим методом на сульфатном фоне для I = 0,1 при Т = 20 ± 2 ºС изучены равновесия в двойных системах, содержащих соли кобальта (II) и никеля (II), а также дикарбоксипропаниминодиуксусную кислоту. 
Определена стехиометрия комплексов, области рН их существования, а также рассчитаны константы устойчивости этих комплексов. Установлено долевое распределение комплексов в зависимости от кислотности среды. 

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

1,3–дикарбоксипропан–1–иминодиуксусная кислота (ДКПДА, H4Dkpda) образует комплексные 

соединения со многими катионами металлов, поэтому используется в качестве эффективного комплексообразующего реагента. В промышленных масштабах ДКПДА и ее соли стали доступны относительно недавно, но уже сейчас можно говорить об этом комплексоне как о потенциальной замене 
ЭДТА и НТА. Комплексообразующие свойства ДКПДА сопоставимы со свойствами ЭДТА и НТА, 
однако преимуществом данного комплексона являются лучшие экологические и токсикологические 
свойства [1; 2]. В последнее время ДКПДА находит применение в производстве товаров бытовой химии. Однако и сама кислота, и ее комплексы с различными металлами изучены недостаточно.

Кобальт (II) и никель (II) являются биологически активными металлами. Установлено, что из
быточное «техногенное» поступление соединений данных металлов в организм оказывает токсичное 
действие на метаболизм. Избыток солей кобальта и никеля вызывает морфологические изменения в 
клетке и тем самым оказывает канцерогенное действие на нее [3]. Поэтому изучение количественных 
характеристик взаимодействия кобальта (II) и никеля (II) с дикарбоксипропаниминодиуксусной кислотой нам представляется вполне актуальным. В ряде источников приведены константы устойчивости комплексов некоторых двух- и трехзарядных металлов с ДКПДА [1; 2; 4-6]. Установлено наличие 
средних комплексов [CoDkpda]2- (lg β = 10,0 [4]) и [NiDkpda]2- (lg β = 10,9 [4]). Детально характер 
равновесий в системах Co(II) – H4Dkpda и Ni(II) – H4Dkpda изучен в данной работе. 

Экспериментальная часть

Исследование процессов комплексообразования проводили спектрофотометрическим методом. 

Оптическую плотность растворов измеряли на спектрофотометрах СФ-26 и СФ-56 с использованием 
специально изготовленной тефлоновой кюветы с кварцевыми стеклами и толщиной поглощающего 
слоя 5 см. Такая кювета позволяет одновременно измерять величину рН и оптическую плотность раствора. Длины волн устанавливали в области 500 – 540 нм для кобальта и 380 – 420 нм для никеля с 
погрешностью ±0,1 нм. Все кривые А = ƒ(рН) получены методом спектрофотометрического титрования. В качестве раствора сравнения использовали бидистиллированную воду. Активность ионов водорода измеряли на иономере И-160 с использованием рабочего электрода ЭС-10601/7 и электрода 
сравнения ЭСР-10101. Прибор калибровали при помощи стандартных буферных растворов, приготовленных из фиксаналов, и проверяли на стенде УПКП-1. Требуемое значение рН растворов создавали растворами NaOH и H2SO4 марки «ч.д.а.». Постоянство ионной силы (I ≈ 0,1) поддерживали раствором Na2SO4 («ч.д.а.»). Исследования проводили при комнатной температуре 20 ± 2ºС. Растворы
сульфатов кобальта (II) и никеля (II) готовили растворением солей CoSO4·7H2O и NiSO4·7H2O в воде, 
концентрацию ионов кобальта (II) и никеля (II) в растворе контролировали комплексонометрически с 
помощью трилона Б. Раствор комплексона готовили растворением точной навески препарата марки 
«х.ч.» в дистиллированной воде. Математическую обработку результатов проводили с помощью программы CPESSP [7].

Результаты и их обсуждение

За основу исследования комплексообразования в двойных системах было принято изменение 

формы спектров поглощения и величины оптической плотности растворов сульфатов Co(II) и Ni (II) в