Исследование совместной экстракции кислот в расслаивающихся системах ДААтАУбензойная кислотатАУхлороводородная кислотатАУвода
Дипломная работа - Химия
Другие дипломы по предмету Химия
ительРастворимость, г/100 г растворителяВода0,34Абс. этиловый спирт58,4Диэтиловый эфир40,8Бензол12,2
При 370С БК разлагается на бензол и СО2 (в небольшом количестве образуются фенол и СО). (6) Ккисл= 6.2тАв10-5, рК= 4.21. [18]
Представляло интерес изучить совместную экстракцию сильной (НСl) и слабой (БК) кислот ДАМ и его гомологами в расслаивающихся системах ДАА-БК-HCl-H2O.
Первоначально изучили экстракцию НСl и БК при их совместном присутствии в зависимости от концентрации хлороводородной кислоты в водной фазе при постоянной концентрации БК (рис. 3.1).
Рис. 3.1 Экстракция хлороводородной и бензойной кислот в расслаивающейся системе ДАМ - БК - НСl - Н2О (СБК = СДАМ= 0,1 моль/л; Vобщ = 20мл).
Как видно из рис. 3.1 на всем изученном диапазоне концентраций хлороводородной кислоты извлечение хлороводородной кислоты превышает извлечение бензойной кислоты и составляет максимально 75% (при 2 моль/л НСl). Бензойная кислота максимально извлекается на 60%. Таким образом, органическая фаза представляет собой, по видимому, смесь солей: хлорида и бензоата диантипирилметана. Причём хлоридная соль в этой фазе преобладает.
Такая высокая степень экстракции хлороводородной кислоты является преимуществом расслаивающихся систем без органического растворителя перед обычными жидкофазными экстракционными системами для образования хлоридных ацидокомплексов ионов металлов, которые и извлекаются в органическую фазу.
Кривая экстракции бензойной кислоты выходит на плато т.е. можно сделать вывод о том, что происходит насыщение органической фазы бензойной кислотой.
Кривая экстракции хлороводородной кислоты на постоянный уровень не выходит. Однако, концентрации ее выше 2 моль/л не пока исследовались. Это связано с трудностями дифференцированного титрования хлороводородной и бензойной кислот при совместном присутствии при высоких значениях сильной кислоты HCl.
Интересно отметить, что кривая экстракции хлороводородной кислоты имеет два четко выраженных максимума. По-видимому, один из них соответствует экстракции однохлоридной соли, другой - экстракции дихлоридной соли. Причем в органической фазе, образованной в расслаивающейся системе ДАМ - БК - НСl - Н2О, эти обе соли растворимы лучше, чем в органических растворителях. Вероятно, эти соли вместе с бензойной кислотой или с бензоатной солью диантипирилметана и образуют новую - органическую фазу в вышеназванной системе.
Также изучена совместная экстракция хлороводородной и бензойной кислот в расслаивающейся системе ГДАМ - БК - НСl - Н2О. ГДАМ является более сильным основанием по сравнению с ДАМ, поэтому можно предположить более высокую степень извлечения обеих кислот в органическую фазу.
Рис. 3.2 Экстракция хлороводородной и бензойной кислот в расслаивающейся системе ГДАМ - БК - НСl - Н2О (СБК = СДАМ= 0,1 моль/л; Vобщ = 20мл).
Действительно, на рис. 3.2 видно, что максимальная экстракция БК ГДАМ составляет примерно 80% (1 моль/л НСl). В этих же условиях наблюдается количественная экстракция соляной кислоты (примерно 100%). При увеличении концентрации хлороводородной кислоты в водной фазе выше 1 моль/л экстракция БК немного снижается (до 50%). А хлороводородная кислота начинает извлекаться в сверхстехиометрических количествах.
Аналогично кривой экстракции HCl, изображенной на рис.3.1, кривая экстракции хлороводородной кислоты в системе ГДАМ - БК - НСl - Н2О также имеет два максимума, причем при тех же значениях концентрации HCl. Это косвенным образом подтверждает наши предположения об извлечении хлоридной и дихлоридной соли реагента.
Дополнительно была изучена совместная экстракция вышеназванных кислот в зависимости от концентрации БК. В условиях невысоких концентраций хлороводородной кислоты (0,5 моль/л) она извлекается лучше БК практически во всём изученном диапазоне концентраций БК (рис.3.3). Максимальное извлечение БК составляет 60% при её концентрации 0,12 моль/л. Вновь на рисунке видно, что происходит насыщение органической фазы бензойной кислотой.
Рис. 3.3 Экстракция хлороводородной и бензойной кислот в расслаивающейся системе
ДАМ - БК - НСl - Н2О (СHCl = 0,5 моль/л; СДАМ= 0,1 моль/л; Vобщ = 20мл).
При более высокой концентрации хлороводородной кислоты (1,5 моль/л) зависимость экстракции каждой из исследуемых кислот становится практически линейной (рис. 3.4) в интервале концентраций БК от 0,1 до 0,15 моль/л. Максимальная экстракция каждой из кислот составляет 75-80%. Таким образом, в данном случае наблюдается практически одинаковая экстракция каждой из кислот.
Рис. 3.4 Экстракция хлороводородной и бензойной кислот в расслаивающейся системе ДАМ - БК - НСl - Н2О (СHCl = 1,5 моль/л; СДАМ= 0,1 моль/л, Vобщ = 20мл.)
Рис. 3.5 Экстракция хлороводородной и бензойной кислот в расслаивающейся системе ГДАМ - БК - НСl - Н2О (СHCl = 0,5 моль/л; СГДАМ= 0,1 моль/л, Vобщ = 20мл.)
Как упоминалось ранее, ГДАМ является более сильным основанием. Поэтому даже при высоких концентрациях хлороводородной кислоты он лучше извлекает как хлороводородную так и бензойную кислоту по сравнению с ДАМ (рис. 3.5 - 3.7).
При всех трёх изученных концентрациях хлороводородной кислоты (0,5; 1 и 1,5 моль/л) экстракция БК монотонно увеличивается с ростом её концентрации в водной фазе, а экстракция хлороводородной кислоты снижается. Однако при значениях СНСl, равных 1 и 1,5 моль/л (рис.3.6 и 3.7) зависимость экстракции хлороводородной кислоты проходит через максимум (при 0,1-0,12 моль/л).
Рис. 3.6 Экстракция хлороводородной и