Экстракция цинка (Ⅱ) легкоплавким экстрагентом
ВВЕДЕНИЕ
Экстракция – один из самых важных и развитых методов разделения и концентрирования веществ. Этот метод находит широкое применение в химической технологии, химико-аналитическом контроле и других областях. В традиционной жидкость-жидкостной экстракции используются несмешивающиеся с водой органические растворители, которые имеют ряд недостатков (горючесть, взрывоопасность и другие), что делает метод в целом малопригодным для современных производственных процессов.
Одно из направлений химии, которое наиболее активно развивается – это, прежде всего, переход к экологически чистым процессам, что в приложении к экстракции требует поиска новых растворителей. Растворители, которые находят широкое применение в традиционной жидкость-жидкостной экстракции обладают рядом недостатков, например, такими как горючесть, токсичность, и именно поэтому не соответствуют современным высоким экологическим требованиям.
СОДЕРЖАНИЕ
Введение 9
1 Экстракция, как метод разделения и концентрирования 11
1.1 История открытия экстракции как метода 11
1.2 Характеристика экстракционного метода 12
1.2.1 Традиционные экстракционные системы 14
1.3 Нетрадиционные экстракционные системы 16
1.4 Производные пиразолона как аналитические реагенты 19
1.5 Карбоновые кислоты как экстракционные реагенты 21
1.6 Экстракция ионов цинка 24
1.6 Экстракция ионов кадмия 24
2. Физико-химические характеристики цинка и кадмия 27
2.1 Физико-химические свойства цинка 27
2.2 Методы определения цинка 34
2.2.1 Экстракционные методы определения цинка 31
2.3 Физико-химические свойства кадмия 32
2.4 Методы определения кадмия 32
2.4.1 Экстракционные методы определения кадмия 32
2.5 Атомно-абсорбционный метод 32
3. Экстракция цинка и кадмия в системе гексилдиантипирилметан (ГДАМ) – ацетилсалициловая кислота (АСК) – минеральная кислота (HCl) – вода 45
3.1 Приборы и реактивы 45
3.2 Физико-химические свойства системы 47
3.2.1 Определение температуры плавления 49
3.2.2 Определение плотности расплава 41
3.2.3 Растворимость системы в различных растворителях 41
3.3 Нахождение оптимальных условий расслаивания 41
3.4 Изучение распределения цинка в экстракционной системе ГДАМ – АСК – HCl – H2O 44
3.5 Изучение распределения цинка в экстракционной системе ГДАМ – АСК – KSCN – HCl – H2O 44
3.4 Изучение распределения кадмия в экстракционной системе ГДАМ – АСК – HCl – H2O 44
3.5 Определение цинка в водной фазе системы ГДАМ – АСК – HCl
3.6 Обсуждение результатов 60
3.7 Техника безопасности при работе в химической лаборатории 50
3.7.1 Общие положения 50
3.7.2 Меры предосторожности при работе с различными веществами, приборами и стеклянной посудой 51
Выводы: 54
Библиографический список 55
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Чегодаева С. В. Экстракция ионов марганца (Ⅱ) и меди (Ⅰ, Ⅱ) в водных расслаивающихся системах диантипирилалканы-органическая кислота-хлорид- (тиоционат-) ионы : дис.. канд. хим. наук : 02.00.02 / С. В. Чегодаева. – Пермь, 2014. – 156 с.;
2. Заболотных С. А. Пермская школа жидкостной экстракции: становление и развитие / С. А. Заболотных, С. А. Денисова, А. Е. Леснов // Вестник Пермского научного центра. – 2015. – № 3. – С. 51–53;
3. Золотов Ю. А. Концентрирование микроэлементов / Ю. А. Золотов, Н. М. Кузьмин. – М.: Химия, 1982. – 284 с.;
4. Золотов Ю. А. Методы концентрирования и разделения / Ю. А. Золотов. – М.: Высш. шк., 1991. – 312 с.;
5. Броунштейн Б. И. Физико-химические основы жидкостной экстракции / Б. И. Броунштейн – Л. : Химия, 1966. – 318 с.;
6. Петров Б. И. Жидкость-жидкостная экстракция / Б. И. Петров // Изв. АлтГУ. – 2010. – № 3/1(70). – С. 9–12;
7. Трейбал Р. Жидкостная экстракция / Р. Трейбал – М. : Химия, 1966. – 724 с.;
8. Thurman E. V. Solid-phase extraction: Principles and Practice / E. V. Thurman, M. S. Mills. – 1998. – P. 372;
9. Hennion M. C. Solid-phase extraction: method development, sorbents, and coupling with liquid chromatography / M. C. Thurman. – 1999. – V. 856. – P. 3;
10. Гиндин Л. М. Экстракционные процессы и их применение / Л. М. Гиндин. – М.: Наука, 1984. – 144 с.;
11. Kern E. F. The Quantitative separation and determination of uranium / E. F. Kern // J. Am. Chem. Soc. – 1901. – V. 23. – № 10. – P. 685–726;
12. Mylins F. Quantitative Goldanalyse mit Alher / F. Mylins // Z. Anorg. Chem. – 1911. – V. 70. – № 1. – P. 203–231;
13. Семерикова В. О. Фазовые и экстракционные равновесия в системах на основе алкилбензолсульфокислоты и диантипирилметана / В. О. Семерикова, С. А. Заболотных, С. А. Денисова // Вест. ПермГУ. – 2019. – № 2(9). – С. 98–105;
14. Axelrod J. The extraction of ferric iron from hydrochloric asid solutions by dichloroethyl ether and the ether / J. Axelrod, E. N. Swift
Как говорилось ранее, роданидные комплексы металла довольно прочные и хорошо извлекаются из любых систем. Как правило для такой экстракции используются подкисленные хлороводородной кислотой растворы роданидов щелочных металлов или аммония. На извлечение ионов цинка оказывают влияние концентрации кислоты и тиоционат-иона.
Экстракция цинка из хлоридных и роданидных растворов используется наиболее часто для решения ряда задач, в частности аналитического определения элемента в реальных объектах.
Так же известно извлечение иодидных комплексов цинка в системах с органическим растворителем. Для такой экстракции использовали сернокислые растворы иодидов щелочных металлов. Экстракция цинка из иодидных растворов изучена не до конца, но особой эффективностью не отличается. Известно, что в таких условиях цинк можно отделить от других элементов, таких как висмут, ртуть, медь, кадмий.