Экстракция америция и европия тетраоктил дигликольамидом во фторированных полярных разбавителях
Дипломная работа - Химия
Другие дипломы по предмету Химия
?декан. Основные свойства растворителей указаны в таблице 3.
Таблица 3 - Свойства использованных растворителей
Наименование растворителяСтруктурная формулаПлотность, d420 г/см3Диэлектрическая проницаемость, eВязкость, При 20 oC, МПа*сДХЭ1,25210,40,89Ф-31,43622,33,02Формаль-21,673-13,4ДодеканС12Н260,7492,0161,26ФС-131,41029,03,60
Растворитель Ф-3 очищали последовательной двукратной промывкой раствором 1 М гидроокиси натрия, затем 3 М азотной кислотой, дистиллированной водой до нейтральной реакции и фильтрованием через бумажный фильтр. ДХЭ очищали промывкой 6 М серной кислотой и дистиллированной водой до нейтральной реакции. Сушили над безводным углекислым калием и перегоняли при атмосферном давлении. Формаль-2 очищали перегонкой при пониженном давлении.
Экстрагент - тетраоктил дигликольамид (TODGA) был предоставлен фирмой Katchem, РЖЕЖ, Чехия. Другие амиды были синтезированы в Институте Органической химии Национальной Академии наук Украины (Киев, Украина). Свойства впервые синтезированных соединений представлены в таблица 4.
Таблица 4 - Формулы и ПМР-спектры диамидов дигликолевой кислоты
N, N, N`, N` - Тетрагексил дигликольамида
(АМ-1))1H NMR (d, ppm, (CDCl3, TMS): 0.86 (m, 12H, CH3), 1.26 (s 24H, N(CH2)2(CH2)3CH3), 1.51 (m, 8H, NCH2CH2), 4.15 (t, J = 7.4 Hz, 4H, NCH2), 3.28 (t, J = 7.4 Hz, 4H, NCH2), 4.32 (s, 4H, C(O) CH2OCH2C(O))
N, N, N`, N` - Тетраоктил дигликольамида
(АМ-2 TODGA))1H NMR (d, ppm, (CDCl3, TMS): 0.86 (m, 12H, CH3), 1.26 (s 32H, N(CH2)2(CH2)3CH3), 1.51 (m, 8H, NCH2CH2), 4.15 (t, J = 7.4 Hz, 4H, NCH2), 3.28 (t, J = 7.4 Hz, 4H, NCH2), 4.32 (s, 4H, C(O) CH2OCH2C(O))
Продолжение таблицы 4
2 - [(Этил-фенил-карбамоил) - метокси] - N, N-диприпил-ацетамид (АМ-3)1H ЯМР спектр (d, ppm, (CDCl3, TMS): 0.89 (m, 6H, N(CH2)2CH3), 1.11 (t, J = 7.4 Hz, 3H, NCH2CH3), 1.53 (m, 4H, NCH2CH2), 3.21 (m, 4H, NCH2CH2CH3 + NCH2CH3), 3.75 (m, 2H, NCH2CH2CH3), 3.93 (s, 2H, OCH2C(O)), 4.28 (s, 2H, OCH2C(O)), 7.15 (d, J = 12.6 Hz, 2H, ArH), 7.38 (t, J = 7.4 Hz, 3H, ArH).
2 - [(Этил-фенил-карбамоил) - метокси] - N, N-дигексил-ацетамид (АМ-4)1H NMR (d, ppm, (CDCl3, TMS): 0.87 (m, 6H, N(CH2)5CH3), 1.11 (t, J = 7.4 Hz, 3H, NCH2CH3), 1.23 (m, 4H, N(CH2)2(CH2)3), 1.46 (m, 4H, NCH2CH2(CH2)3CH3), 3.22 (m, 4H, NCH2(CH2)4CH3 + NCH2CH3), 3.72 (m, 2H, NCH2(CH2)4CH3), 3.93 (s, 2H, OCH2C(O)), 4.26 (s, 2H, OCH2C(O)), 7.12 (d, J = 12.6 Hz, 2H, ArH), 7.39 (t, J = 7.4 Hz, 3H, ArH).
3.2 Методика эксперимента
Экстракцию проводили в полипропиленовых пробирках объемом 1.5 мл, при t=(221) С0 и времени контакта фаз 3 минуты. После перемешивания смесь водной и органической фаз в соотношении 1:1 разделяли центрифугированием при частоте 2200 об/мин в течение 5-10 минут. Затем отбирали аликвотную часть раствора для анализа.
Экстрацию азотной кислоты проводили в полипропиленовых пробирках объёмом 5,4 мл, при t=(221) 0С и времени контакта фаз 3 минуты, В:О=1:1. Затем методом титрования, используя в качестве титранта 0,1М NaOH и в качестве индикатора бром-крезол зеленый, определяли количество азотной кислоты в водной фазе. В органической фазе определяли по формуле:
Сорг.= Сисх. - С вод. (4)
Коэффициент распределения определяли:
HNO3 =[HNO3]орг/[HNO3]вод. (5)
3.3 Методика определения
Для определения коэффициента распределения Am (III) и Eu (III), в полиэтиленовую пробирку объёмом 1,5 мл, помещали по 0,6 мл органической и водной фаз необходимого состава, и перемешивали при температуре 202?C в течение 5 минут (по данным предварительных опытов этого времени достаточно для установления равновесия). Водная фаза содержала 110-6 М нитрата европия и радиоизотопную метку соответствующего элемента (Am241, Eu152). Основной массив данных получен при совместной экстракции америция (III) и европия (III). Ранее определено, что коэффициенты распределения при совместном извлечении практически не отличаются от коэффициентов при раздельном извлечении Am/Eu. Фазы разделяли центрифугированием при 2200 об/мин в течение 10 минут, затем аликвоты по 0,4 мл органической и водной фаз помещали в полиэтиленовые пробирки ёмкостью 0,5 мл. Коэффициент распределения определяли на iинтилляционном ?-спектрометре DeskTop InSpector на основе NaJ-детектора 51Ч51 мм с колодцем производства фирмы Canberra. Продолжительность измерения выбирали так, чтобы погрешность радиометрических измерений не превышала 10%. По результатам анализа расiитывали коэффициент распределения металла по формуле:
M = Aорг/Aвод (6)
где Aорг(вод) - удельная активность в органической (водной) фазе, Бк / мл.
Коэффициент разделения пары Am / Eu определяли как:
Кр = DAm / DEu (7).
4. Результаты и обсуждение
Результаты изучения экстракции америция и европия различными диамидами дигликолевой кислоты приведены в таблицах 3 и 4.
Таблица 5 - Экстракция Am (III) и Eu (III) из азотнокислых сред дигликольамидами
Дигликольамид в Ф-30,01 M АМ-20,04 M АМ-30,04 M AM-4CHNO3исхDAmDEuDAmDEuDAmDEu0,1--0,190,190,240,260,30,530,810,550,580,670,761,02,9112,64,13,1113,03,7288,74010646,00,353,31012012150
Таблица 6 - Эффективность экстракции Am (III) и Eu (III) из 1 M и 3 M азотной кислоты тетрагексил дигликольамидом (АМ-1)
ФС-13НитробензолФ-3СМ-1, M1,0 M3,0 M1,0 M3,0 M1,0 M3,0 MDEuDAmDEuDAmDEuDAmDEuDAmDEuDAmDEuDAm0,190824403302301606002504201126302700,05671923040200483306018032260950,025165,9459,1481452114010190280,0012,51,53,81,47,22,94,71,45,82,3153,7
Данные таблиц 3 и 4 свидетельствуют, что максимальной экстракционной способностью из изученных диамидов обладает тетрагексилдиамид дигликолевой кислоты (АМ-1). Его экстракционные свойства заметно лучше, чем для триалкилмонофенилпроизводных и совпадают с экстракционными свойствами тетраоктилдиамида дигликолевой кислоты (TODGA). Также очевидно, что разбавитель существенно влияет