질산과 옥살산 용액에서 세륨옥살레이트의 침전평형

정동용; 김응호; 신영준; 유재형; 김종득

Journal of the Korean Industrial and Engineering Chemistry, Vol.6, No.4, 589-600, August, 1995

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질산과 옥살산 용액에서 세륨옥살레이트의 침전평형

Precipitation Equilibrium of Cerium Oxalate in Nitric Acid and Oxalic Acid Media

정동용, 김응호, 신영준, 유재형, 김종득

초록

질산과 옥살산 용액 중에서 세륨옥살레이트 침전 평형농도를 구하였다. 평형농도는 0∼2.0M의 질산농도 중의 세륨니트레이트 용액에 옥살산을 첨가하여 세륨옥살레이트를 침전시킨 후, 여과액의 세륨농도를 ICP를 이웅하여 분석함으로써 구하였다. 수용액상에서 세륨이 자유 옥살레이트 이온과 Ce(C₂O₄)_n^3-2n(n=1, 2, 3) 형태의 착물을 형성한다고 하여 이를 기초로 한 용해도 모델을 사용했으며, 용해도 예측을 위한 침전 후 용액의 이온강도, 옥살산농도, 산농도 등을 침전반응의 화학양론적 물질수지를 이용하여 계산하였다. 이때 필요한 각 이온들의 활동도계수는 수정된 Debye-Huckel식을 이용하여 구하였다. 재시된 용해도 모델 및 계산방법을 이용하여 침전 후 세륨옥살레이트의 평형농도를 계산한 결과 실험치를 잘 예측하고 있음을 볼 수 있었다.

The precipitation equilibrium of cerium oxalate in nitric acid and oxalic acid was investigated. The cerium oxalate was precipitated by addition of oxalic acid to cerium nitrate solution in 0∼2.0M nitric acid. The precipiates to be turned out were filtered by using 0.2㎛ membrane filter. The concentration of cerium in filtrate was determined by ICP(Induced Coupled Plasma Spectroscopy). In aqueous solution, we can suppose that cerium ion can be reacted with free oxalate ion to form Ce(C₂O₄)_n^3-2n(n=1, 2, 3) complex, in that case it can be proposed the solubility model of cerium oxalate hydrate. Next, in order to estimate the solubility of cerium oxalate. we should be gotten the value of ionic strength, oxalic acid and hydrogen ion concentration in precipitation reaction. Also we use the modified Debye-H ckel equation to calculate the activity coefficients of three valence ions. Concentration values estimated from the solubility model agreed with experimental data well.

[References]

Crouthamel CE, Martin DS, J. Am. Chem. Soc., 72, 1382 (1950)
Crouthamel CE, Martin DS, J. Am. Chem. Soc., 73, 569 (1951)
Yost DM, Rusellr H, Garner CS, The Rare-Earth-Earth Elements and Their Compounds, John Wiley and Sons, Inc., New York (1947)
Debye P, Huckel E, Physik. Z., 24, 185 (1923)
Stanislay K, Ladislav S, Handbook of Chemical Equilibria in Analytical Chemistry, John Wiley and Sons, Inc., New York (1985)
Kielland J, J. Am. Chem. Soc., 59, 1675 (1937)
Davies CW, Ion Association, Butterworths, London (1962)
Davies CW, J. Am. Chem. Soc., 58, 2093 (1938)

[Referenced By]

[1] Crouthamel CE, Martin DS, J. Am. Chem. Soc., 72, 1382 (1950)

[2] Crouthamel CE, Martin DS, J. Am. Chem. Soc., 73, 569 (1951)

[3] Yost DM, Rusellr H, Garner CS, The Rare-Earth-Earth Elements and Their Compounds, John Wiley and Sons, Inc., New York (1947)

[4] Debye P, Huckel E, Physik. Z., 24, 185 (1923)

[5] Stanislay K, Ladislav S, Handbook of Chemical Equilibria in Analytical Chemistry, John Wiley and Sons, Inc., New York (1985)

[6] Kielland J, J. Am. Chem. Soc., 59, 1675 (1937)

[7] Davies CW, Ion Association, Butterworths, London (1962)

[8] Davies CW, J. Am. Chem. Soc., 58, 2093 (1938)