ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
29
ацетона достигается в сотни раз быстрее, чем при использова-
нии раствора ацетилацетона в бензоле.
2. Константы диссоциации K
a
HL
и распределения K
D
HL
реагента. Для близких по свойствам реагентов скорость экс-
тракции будет выше при небольших величинах K
a
HL
, хотя чем
выше значение K
D
HL
, тем больше время для установления рав-
новесия. Так, при одинаковых условиях равновесие экстракции
использовании ацетилацетона в бензоле (lgK
D
= 0.76) устанав-
ливается за несколько минут, при использовании бензоилацето-
на (lgK
D
= 3,14) – за час, в то время как применение дибензоил-
метана (lgK
D
= 5.35) – за несколько часов.
3. рН и маскирующие вещества. Величина рН определяет
равновесные концентрации реакционноспособных форм реаген-
та и иона металла. При образовании устойчивых комплексов
маскирующих веществ с экстрагируемым ионом металла (на-
пример, ЭДТА образует устойчивые комплексы с трех- и четы-
рехзарядными ионами) для установления равновесия требуется
длительное время.
Исследование кинетики экстракции позволяет сделать вы-
вод о механизме экстракции, т.е. в какой из двух фаз образуется
экстрагируемый комплекс: если при замене растворителя K
D
реагента увеличивается и процесс замедляется, то можно сде-
лать вывод о том, что экстрагируемый комплекс образуется в
водной фазе.
Для установления времени достижения равновесия при
экстракции и реэкстракции получают кинетические кривые за-
висимости коэффициента распределения от времени контакта
фаз (рис. 6.).
Используя различия в скорости экстракции, удается раз-
делить ионы металлов. Так, в кислой среде дитизонаты ионов
Hg(II) и Au(III) экстрагируются в течение нескольких минут, а
экстракция дитизоната Cu(II) происходит с гораздо меньшей
скоростью и длительное время. Реэкстракцией возможно отде-
ление ионов кобальта (III) и хрома (III), которые образуют прак-
тически инертные внутрикомплексные соединения, от других
ионов металлов, извлеченных на стадии экстракции вместе с
ионами кобальта и хрома, достаточно быстро и легко реэкстра-
гирующихся.
30
Время
D
Рис.6. Зависимость коэффициента распределения от
времени контакта фаз при экстракции (нижняя ветвь)
и реэкстракции (верхняя ветвь кривой).
III.4. Признаки классификации процессов экстракции
Экстракционные процессы можно классифицировать по
следующим признакам:
− по природе и свойствам экстрагентов;
− по природе экстрагируемого соединения;
− по способам выполнения экстракции.
III.4.1. Экстрагенты и растворители
Экстракцию проводят кислотными (катионообменными),
основными (анионообменными) и нейтральными экстрагента-
ми.
В качестве кислотных экстрагентов чаще всего применяют
хелатообразующие реагенты и фосфорорганические кислоты.
Реакцию данных экстрагентов с ионами металлов упрощенно
можно представить в виде следующего равновесия
M
(вод)
n+
+ n HL
(oрг)
↔ ML
n(oрг)
+ n H
+
(oрг)
Экстракцию с основными экстрагентами принято пред-
ставлять ионообменным процессом
R
4
N
+
X
−
(oрг)
+ A
−
(вод)
↔ R
4
N
+
A
−
(oрг)
+ X
−
(вод)
Нейтральные экстрагенты, которые обладают высокой до-
норной способностью, применяются для экстракции незаряжен-
ных комплексных ионов металлов с лигандами Cl
−
, Br
−
, I
−
,
ацетона достигается в сотни раз быстрее, чем при использова-
нии раствора ацетилацетона в бензоле.
2. Константы диссоциации KaHL и распределения KDHL
реагента. Для близких по свойствам реагентов скорость экс-
D
тракции будет выше при небольших величинах KaHL, хотя чем
выше значение KDHL, тем больше время для установления рав-
новесия. Так, при одинаковых условиях равновесие экстракции
использовании ацетилацетона в бензоле (lgKD = 0.76) устанав- Время
ливается за несколько минут, при использовании бензоилацето-
на (lgKD = 3,14) – за час, в то время как применение дибензоил-
метана (lgKD = 5.35) – за несколько часов. Рис.6. Зависимость коэффициента распределения от
3. рН и маскирующие вещества. Величина рН определяет времени контакта фаз при экстракции (нижняя ветвь)
равновесные концентрации реакционноспособных форм реаген- и реэкстракции (верхняя ветвь кривой).
та и иона металла. При образовании устойчивых комплексов
маскирующих веществ с экстрагируемым ионом металла (на- III.4. Признаки классификации процессов экстракции
пример, ЭДТА образует устойчивые комплексы с трех- и четы-
рехзарядными ионами) для установления равновесия требуется Экстракционные процессы можно классифицировать по
длительное время. следующим признакам:
Исследование кинетики экстракции позволяет сделать вы- − по природе и свойствам экстрагентов;
вод о механизме экстракции, т.е. в какой из двух фаз образуется − по природе экстрагируемого соединения;
экстрагируемый комплекс: если при замене растворителя KD − по способам выполнения экстракции.
реагента увеличивается и процесс замедляется, то можно сде-
лать вывод о том, что экстрагируемый комплекс образуется в III.4.1. Экстрагенты и растворители
водной фазе.
Для установления времени достижения равновесия при Экстракцию проводят кислотными (катионообменными),
экстракции и реэкстракции получают кинетические кривые за- основными (анионообменными) и нейтральными экстрагента-
висимости коэффициента распределения от времени контакта ми.
фаз (рис. 6.). В качестве кислотных экстрагентов чаще всего применяют
Используя различия в скорости экстракции, удается раз- хелатообразующие реагенты и фосфорорганические кислоты.
делить ионы металлов. Так, в кислой среде дитизонаты ионов Реакцию данных экстрагентов с ионами металлов упрощенно
Hg(II) и Au(III) экстрагируются в течение нескольких минут, а можно представить в виде следующего равновесия
экстракция дитизоната Cu(II) происходит с гораздо меньшей M(вод)n+ + n HL(oрг) ↔ MLn(oрг) + n H+ (oрг)
скоростью и длительное время. Реэкстракцией возможно отде- Экстракцию с основными экстрагентами принято пред-
ление ионов кобальта (III) и хрома (III), которые образуют прак- ставлять ионообменным процессом
тически инертные внутрикомплексные соединения, от других R4N+X−(oрг) + A−(вод) ↔ R4N+ A−(oрг) + X−(вод)
ионов металлов, извлеченных на стадии экстракции вместе с Нейтральные экстрагенты, которые обладают высокой до-
ионами кобальта и хрома, достаточно быстро и легко реэкстра- норной способностью, применяются для экстракции незаряжен-
гирующихся. ных комплексных ионов металлов с лигандами Cl−, Br−, I−,
29 30
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 13
- 14
- 15
- 16
- 17
- …
- следующая ›
- последняя »
