Зависимость равновесных параметров экстракции в системе иод – nacl – ТБФ – петролейный эфир от температуры водной и органической фаз

Размещено на http://www.allbest.ru/

Статья по теме:

Зависимость равновесных параметров экстракции в системе иод - nacl - ТБФ - петролейный эфир от температуры водной и органической фаз

Юрова А.С., Пономарева П.А., Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Оренбургский государственный университет»

Экстракция - процесс извлечения вещества из водной фазы в органическую. Применение экстракции улучшает свойства технологических систем, применяется для более полного и качественного прохождения процессов на химических производствах. Большое применение экстракция получила в гидрометаллургических производствах, она имеет большое значение в научных исследованиях, например, в изучении процессов комплексообразования и состояния веществ в растворах. [1]

Области применения экстракции быстро расширяются, она используется в аналитической химии, радиохимии, ядерной технологии и других областях. Экстракция является одним из методов разделения веществ, ее отличают высокая избирательность, отсутствие загрязнений продуктов, возможность работы как с большими, так и малыми концентрациями веществ, легкость технологического и аппаратурного оформления.

По закону распределения, которому подчиняются все процессы экстракции, отношение концентраций распределяемого компонента экстрагируемой жидкости между двумя при постоянной температуре - постоянная величина, называющаяся коэффициентом распределения. Коэффициент распределения связан с понятием степень извлечения, которая характеризует количество вещества, извлеченное из водной фазы в органическую к общему количеству вещества в обеих фазах. [3]

Коэффициент распределения во многом зависит от условий процесса экстракции: рН среды, концентрации экстрагента, температуры водной и органической фаз и других условий.

Целью работы было изучение влияния температуры фаз на равновесные параметры экстракции иода. [2]

Для эксперимента использовались модельные растворы иода с концентрацией NaCl 1 моль/л. Температура задавалась путем охлаждения и нагревания растворов иода и органической фазы и составляла 288 К и 300 К. Экстрагентом являлся 5% раствор ТБФ в петролейном эфире.

На рисунке 1 представлена изотерма экстракции иода из солевого раствора при температуре 288 К.

Как видно из рисунка, зависимость носит возрастающий характер, коэфициент распределения D больше 1 и равен 16,673. Компоненты из раствора легко извлекаются.

По билогарифмической зависимости (рисунок 2) можно определить, что тангенс угла зависимости положителен (tgб=0,5458), следовательно, и коэффициент ассоциации так же положителен. Это значит, что экстрагируемое вещество взаимодействует с экстрагентом, происходит стабильное извлечение иода.

Рисунок 1 - Равновесие процесса экстракции йода из раствора при охлаждении

йод фаза охлаждение экстракция

Рисунок 2 - Билогарифмическая зависимость концентраций в водной и органической фазах при температуре 288 К

На рисунке 3 изотерма экстракции иода из нагретого до 300 К.

Как видно из графика, зависимость возрастающая, так же, как и при охлаждении, коэффициент распределения положительный и больше 1. Однако, он выше, чем коэффициент распределения при охлаждении и равен 81,288. Это значит, что степень извлечения иода из нагретого до 300 К раствора выше, нежели из охлажденного до 288 К.

По рисунку 4 ясно, что коэффициент ассоциации нагретого до 300 К раствора положителен, так как тангенс угла наклона зависимости равен tgб = 0,5166, а значит извлечение иода из раствора устойчивое.

Рисунок 3 - Равновесие процесса экстракции йода из раствора при нагревании

Рисунок 4 -Билогарифмическая зависимость концентраций в водной и органической фазах при температуре 300 К

Таким образом, по построенным графикам и полученным из них данным нагретого и охлаждённого растворов, можно сделать вывод, что в системе иод-NaCl-ТБФ-петролейный эфир при повышении температуры выше степень извлечения иода выше, нежели при охлаждении системы.

Литература

1. Вольдман Г.М. Теория гидрометаллургических процессов. Учебное пособие для вузов /Вольдман Г.М., Зеликман А.Н./ -- 4-е изд., перераб. и доп. -- М.: Интермет Инжиниринг, 2003. -- 464 с.

2. Золотов Ю.А. Основы аналитической химии. Книга 2.: учеб для вузов - М.: «Высш. шк.»,2002. - 351 с.

3. Сальникова Е.В. Методы концентрирования и разделения микроэлементов. Учебное пособие / Сальникова Е.В., Кудрявцева Е.А. - М: ООО «ТиРу», 2012 - 220 с.

Размещено на Allbest.ru