3.6. Адсорбция микроэлементов осадками солей

Более пятидесяти лет во всех учебниках по аналитической химии для объяснения адсорбции микроэлементов солевыми осадками используют и правило Фаянса-Панета-Хана, и представления Фервея, Кольтгоффа и Ратнера об обмене ионов в пределах двойного электрического слоя на границе раздела фаз.

В соответствии с правилом Фаянса в водном растворе ион легко адсорбируется на солеобразном адсорбенте только в том случае, если он, соединяясь с противоположно заряженным ионом решетки, образует труднорастворимое или малодиссоциированное соединение. Адсорбция усиливается с увеличением противоположного по знаку заряда поверхности. Хан считал, что адсорбция напрямую зависит от заряда, имеющегося на поверхности адсорбента.

По представлениям Фервея, Кольтгоффа и Ратнера ион, находящийся в избытке в растворе и  входящий в состав осадка, сорбируется на поверхности, образуя внутреннюю обкладку двойного электрического слоя (первичная адсорбция). Например, при избытке ионов SO42- на поверхности BaSO4 будет отрицательный заряд.

Противоионы (в данном случае катионы) притягиваются из раствора и образуют вторичную (внешнюю) обкладку (вторичная адсорбция). По этой схеме адсорбция неизоморфных микроэлементов рассматривается как результат обмена ионов между раствором и внешней обкладкой двойного электрического слоя. Очевидно, что чем больше заряд противо-иона, тем сильнее он будет адсорбироваться.

Однако ни правило Фаянса-Панета-Хана, ни электростатическая адсорбция не могут объяснить природы адсорбции. Разработанная Ратнером теория вторичной адсорбции, подробно излагаемая во всех отечественных учебниках по радиохимии, до сих пор не получила достоверного экспериментального подтверждения.

В последние десятилетия проведены исследования адсорбции большого числа микроэлементов солями серебра и гидроксидами металлов. Их результаты показывают полное отсутствие какой-либо корреляции адсорбируемости с растворимостью соответствующих солей, зарядом поверхности и степенью окисления конов.

Количественная обработка экспериментальных данных с учетом в равновесии всех комплексных форм микроэлементов показала, что адсорбция описывается выражением:

.

Таким образом, в соответствии со следствием из закона Бертло-Нернста, мы приходим к выводу, что при адсорбции микроэлементов осадком соли микроэлементы переходят в твердую фазу в виде нейтральных комплексов с анионом, входящим в состав осадка.

Константы адсорбционного распределения (К) в ряду сходных элементов довольно близки между собой. Последнее обстоятельство дает возможность рассчитывать адсорбционные зависимости для многих элементов, используя ограниченное число экспериментальных данных для одного из членов ряда.