Труды КНЦ вып. 5(ХИМИЯ И МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ) вып. 2/2021(12)

кремниевые поверхностные центры (> Si-OH). В щелочной области рН главную роль играют депротонированные > S iO -группы. Следовательно, растворение тетраэдрических слоев глауконита в зависимости от рН среды определяется двумя процессами: в кислой области растворение лимитировано выщелачиванием кремния, в щелочной — алюминия. Поведение октаэдрических катионов можно проследить на примере железа и магния. Точка нулевого заряда для Fe2O3 — 8,5, для MgO — 12,3 [1], и поэтому выщелачивание октаэдрических катионов наиболее активно протекает в кислой области рН. При переходе в нейтральную и щелочную область на поверхности глауконита доминируют неактивные > FeOH- и > MgOH-комплексы и вы^целачивание катионов резко снижается. Повышенная миграционная способность октаэдрических катионов в кислой среде свидетельствует о том, что в октаэдрических слоях связь катионов с кислородом более слабая, чем в тетраэдрических слоях. Поскольку октаэдрические позиции структурно неэквивалентны, то обладают различной энергией. Скорость выщелачивания октаэдрических катионов коррелируется с их ионным радиусом и степенью октаэдрического заполнения. Близость ионных радиусов железа и магния (78 и 72 А) и их положение в слоевой структуре предполагает конгруэнтное растворение этих компонентов. Более быстрое растворение магния по сравнению с железом определяется энергией активации поверхностного комплекса [2]. Очевидно, что сорбционные свойства минерала будут определяться как ионообменными реакциями, так и реакциями поверхностного комплексообразования. Поэтому представляло интерес провести кислотно-основное титрование глауконита и определить электростатический заряд, который образуется на оксидной минерала в результате кислотно-основных реакций. Известно [3-4], что ионообменные реакции обычно протекают на базальной поверхности, где сосредоточены центры, имеющие нескомпенсированный структурный заряд. Для глинистых минералов этот заряд оказывается отрицательным, и протекающая на этих местах сорбция катионов слабо зависит от рН раствора. Адсорбционные центры с переменным зарядом сосредоточены на краях, оканчивающихся алюминольными или силанольными группами, которые могут принимать или отдавать ион водорода, в результате чего возникает нескомпенсированный поверхностный заряд. В отличие от ионного обмена, поверхностное комплексообразование определяется рН среды. Исходя из структурных особенностей глауконита были приняты следующие предположения: 1) гидроксильные группы базального плана не являются реакционноспособными и поверхность свободна от рН-зависимого заряда; 2) алюминольные и силанольные центры на краях минерала могут принимать и отдавать ионы водорода. Исходя из значения рНтиз для гидроксидов алюминия и кремния следует, что в кислой и нейтральной области рН алюминольные группы оксида алюминия заряжены положительно, а силанольные группы оксида кремния — отрицательно; 3) межслоевые ионы могут обмениваться с находящимися в растворе ионами водорода. Поверхностное комплексообразование на глауконите изучали методом потенциометрического титрования [5]. Для этого суспензию минерала концентрации 10 г-л-1 в 0,1М растворе NaCl помещали в ячейку закрытого типа, через которую для удаления растворенного СО 2 продували азот в течение 2 часов. Азот предварительно пропускали через водные растворы 10 % NaOH, 10 % H 2 SO 4 , а затем дистиллированную воду и 0,1М водный раствор NaCl. Установка для потенциометрического титрования состояла из рН-метра PW 9432, снабженного стеклянным (ЭСЛ-43-07) и вспомогательным хлорсеребряным (ЭВЛ-1М1) электродами, и микродозиметра. Измерение ЭДС проводили с погрешностью ±1 мВ. Поправку на диффузионный потенциал, связанный с изменением кислотности, не вводили. В суспензию при постоянном перемешивании добавляли по 0,1 мл 0,1N HCl до значения рН 2 и проводили обратное титрование раствором 0,05N NaOH до рН 10. Титрование проводили в атмосфере Рис. 1. Степень выщелачивания, %, структурообразующих катионов в растворе в зависимости от рН среды 143