三辛胺萃取一元羧酸的平衡规律(Ⅱ)表观萃取平衡常数与规律表征

在本文（Ⅰ）报关于三辛胺（TOA）萃取甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、一氯乙酸、二氯乙酸、三氯乙酸、乙醇酸、乙醛酸、乳酸等11种羧酸萃取平衡特性的研究基础上,采用质量作用定律分析方法建立了TOA对一元羧酸的萃取平衡模型,拟合了模型参数——表观反应萃取平衡常数K₁₁,并获得了满意的拟合精度;提出了影响TOA萃取一元羧酸平衡的3个因素：溶质的亲油性lgP、溶质的酸性pK_a、TOA的表观碱度pK_a,B,并确定了K₁₁与这3参数的关系,经拟合实验测定的114个K₁₁,获得了一元羧酸K₁₁的关联式.为一元羧酸分离工艺中萃取剂的选择提供了指导.     

络合萃取法从稀溶液中提取草酸

为深入认识二元酸的络合萃取平衡特性及萃取机理,以三辛胺（TOA）为络合剂,正辛醇为助溶剂,煤油为稀释剂,草酸为被萃溶质,进行了混合溶剂的萃取平衡实验研究,测定了络合剂的浓度、稀释剂的组成等因素对萃取平衡分配系数的影响,并对TOA萃取草酸的机理进行了探讨。实验结果表明,随TOA浓度的增大,萃取平衡分配系数呈增大趋势;随溶质初始浓度的增大,有机相的溶质浓度向饱和萃取量接近;饱和萃取量随络合剂浓度的增大而增大;稀释剂对萃取平衡的影响与TOA浓度有关,TOA浓度较小时,煤油的加入使萃取平衡分配系数减上,TOA浓度较大时,煤油的加入对萃取平衡影响较小。     

三辛胺萃取有机羧酸的机理(Ⅰ)──三辛胺-醋酸体系

采用Fourier红外光谱法测定了三辛胺-醋酸体系中不同结构萃合物的组成比,讨论了不同萃合物的组成比随萃取剂成分（络合剂浓度、稀释剂种类）的变化趋势．对离子对萃合物的百分率与络合萃取平衡分配系数D间相互关系的研究表明,离子对萃合物的比例越大,络合萃取相平衡分配系数也越大．     

草酸与乙醛酸的萃取分离

以草酸和乙醛酸的稀溶液为分离对象 ,采用三辛胺 (TOA)为萃取反应剂、正辛醇为稀释剂 ,研究了单溶质、双溶质有机酸的萃取分离特性 ,测定了溶液pH值、萃取反应剂的浓度等因素对双溶质有机酸萃取的影响 ,提出了萃取的化学反应发生在有机相中的假定 ,建立了TOA萃取草酸的数学模型 .实验结果表明 ,草酸与TOA的萃合物有 1∶1和 1∶2两种形式 .在本实验的条件范围内 ,草酸的分配系数较乙醛酸大 ,且随溶液pH值的增大而下降 ,草酸对乙醛酸的分离系数随pH值的增大而减小 .随萃取反应剂浓度的增大 ,两酸的分配系数皆随之增大 ,分离系数也随之增大 ,而且对于高浓度的萃取反应剂在较高的溶液pH值下草酸仍具有较大的分离系数 .采用单溶质萃取反应平衡常数及纯稀释剂中双溶质的分配系数预测双溶质萃取的结果 ,预测值与实验值相当接近     

三辛胺萃取草酸的第3相特性

以三辛胺（TOA）萃取草酸时出现第3相的基本规律为研究对象,实验测定了无水溶剂及液液萃取平衡有机相中草酸的溶解度及其随TOA和正辛醇浓度的变化规律.结果显示,正辛醇对草酸及其与TOA形成的缔合物在溶剂中的溶解度影响显著;随正辛醇含量的增加,草酸及其缔合物在溶剂中的溶解度提高,因而溶剂对草酸的萃取能力随之增大;在TOA与草酸以1∶1的化学计量比饱和后,草酸溶解度出现阶跃现象,这与形成草酸二聚体的缔合物有关;相比之下,液液萃取平衡实验中有机相对草酸的溶解度大于无水溶剂的结果,溶剂中水的存在有助于缔合物溶解.同时建立了描述液液萃取平衡有机相中草酸及其缔合物溶解度的数学模型,并通过参数寻优求得了相应的模型参数.     

复合溶剂萃取回收硫氰酸红霉素废水中的硫氰酸盐

以三辛胺(TOA)与正辛醇、磺化煤油组成萃取剂,萃取回收硫氰酸红霉素废水中的硫氰酸盐。结果表明:TOA与硫氰酸(HSCN)的萃合物在正辛醇、异辛醇、正己醇等极性溶剂中的溶解度比在煤油、环己烷及其本身中的溶解度大;在p H值为3.50和4.00时,TOA-正辛醇-煤油体系中,正辛醇起助溶和协萃双重作用,而在p H值为3.00时,正辛醇的助溶作用较为突出;以TOA-正辛醇-煤油为萃取剂萃取废水中HSCN,研究得到最佳萃取条件为:萃取剂组成V(TOA)∶V(正辛醇)∶V(煤油)=2∶1∶17,在室温下进行萃取,初始p H值约为3.50,油水相比VO/VA为1/10,萃取级数2级,在最佳萃取条件下,SCN-的萃取率可达到94.52%;且该萃取过程为放热、熵减过程,萃取焓变-39.25 k J/mol,熵变-103.78(J·mol)/K。     

三辛胺萃取一元羧酸的平衡规律(Ⅲ)表观萃取平衡常数的定量结构-活性关系表述

利用定量结构-活性关系（Quantitative Structure-Property Relationship, 简称QSPR）研究方法,选取分子连接性指数和Taft取代基常数σ*分别作为表征羧酸分子体积因素和电性因素的参数,建立了描述三辛胺（TOA）萃取羧酸平衡影响因素亲油性（lgP）、酸性（pK_a）的QSPR数学模型.同时,选择表征羧酸分子的上述结构参数以及TOA的表观碱度,对本文（Ⅱ）报的114组一元羧酸的K₁₁进行了多元线性回归,获得了具有较高拟合精度的K₁₁的QSPR数学关联式.     

二(2-乙基己基)二硫代磷酸-二辛胺反协同萃取镉锌的竞争反应

研究了二 (2 -乙基己基 )二硫代磷酸 -二辛胺协同萃取剂萃取镉锌的竞争反应机理 .根据协萃图 ,该混合体系萃取镉锌均为反协萃效应 .等摩尔系列法和饱和法的实验结果表明镉和锌的萃合物为CdA₂ 和ZnA₂ .萃取机理可归结为 3个反应 ,计算结果表明它们对萃取的贡献随水相酸性而变化 ,由此可解释萃镉的U型曲线 .该类协萃体系在中浸液酸度下的镉锌分离性能及镉的反萃性能显著优于有机二硫代磷萃取剂     

乙醇酸与乙醛酸的萃取分离

以乙醇酸和乙醛酸的稀溶液为分离对象,采用三烷基氧磷 (TRPO)为萃取剂、甲基异丁基酮 (MiBK)为稀释剂,研究了单、双溶质有机酸的萃取分离特性,测定了TRPO、有机酸的浓度等因素对单、双溶质有机酸萃取平衡的影响,在适当假定的基础上,建立了描述TRPO萃取乙醇酸、乙醛酸单、双溶质特性的数学模型.结果表明,随TRPO浓度的增大,分离系数β_{（glycolic /glyoxylic）}由小于1逐渐增大至大于1,乙醇酸与TRPO的萃合物有1∶1和1∶2两种形式,采用单溶质萃取反应平衡常数预测双溶质萃取的结果,预测值与实验值相当接近.同时,还对三烷基胺、磷酸三丁酯等萃取剂分离乙醇酸和乙醛酸的特性进行了讨论.     

三辛胺萃取马来酸(Ⅰ) 平衡特性

以三辛胺 (TOA)为萃取剂 ,正辛醇、甲基异丁基酮 (MIBK)、正己烷和氯仿为稀释剂开展了萃取平衡特性及负载溶剂红外光谱结构分析的实验研究 .结果表明 ,稀释剂对萃取的影响与马来酸和萃取剂的浓度有关 .对于 4种稀释剂体系 ,当平衡水相酸浓度较低时 ,萃取马来酸的次序为质子化稀释剂大于一般极性的稀释剂 ;反之 ,萃取马来酸的次序为 :MIBK >正辛醇 >正己烷 >氯仿 .TOA在平衡水相酸浓度较低时能提供较大的萃取分配系数 ,萃取剂化学计量饱和后存在“过载”现象 ,大小次序为MIBK >正辛醇 >正己烷 >氯仿 .负载溶剂的红外光谱分析表明 ,马来酸作为二元有机酸 ,与TOA只存在一盐的萃合物形式 ,有机相中不存在马来酸的聚集体 ,可以认为只有 1∶1型酸胺萃合物     

三烷基氧膦络合萃取一元有机羧酸

络合萃取法对极性有机物稀溶液的分离具有高效性和高选择性。选择甲酸、乙酸、丙酸、丁酸为分离对象 ,三烷基氧膦 (TRPO)为络合剂 ,煤油为稀释剂 ,进行了系统的萃取相平衡实验 ,测定了络合剂浓度、稀释剂组成等因素对萃取平衡分配系数的影响。实验结果表明 ,溶质的亲油性对络合萃取平衡影响起主导作用 ;随TRPO浓度增大 ,萃取平衡分配系数呈增大趋势 ;随溶质初始浓度增大 ,有机相的溶质浓度向饱和萃取量接近 ;饱和萃取量随络合剂浓度的增大而增大。对相平衡分配系数进行拟合 ,精度令人满意。     

三辛胺萃取分离苹果酸的特性

为探讨有机羧酸的成键机理，以二元有机酸－苹果酸为分离溶质，实验测定了三辛胺（TOA）在正辛醇、甲基异丁基酮（MIBK）和氯仿三种稀释剂中萃取苹果酸的平衡及负载溶剂红外光谱特性，结果表明，TOA浓度，稀释剂种类对萃取平衡的影响与苹果酸的浓度有关；平衡水相酸的浓度较低时，萃取剂可提供较大的萃取能力，TOA的化学计量饱和后，存在“过载”现象，且过载量为MIBK＞正辛醇＞氯仿，TOA萃取苹果酸的萃合物主要为酸胺比为（2：1），（1：1）和（1：2）等三种形式，其中（1：2）萃合物中苹果酸与TOA之间的结合一个是离子对成盐，一个是氢键缔合，同时，以质量作用定律为基础，建立了描述萃取平衡的数学模型，求得了相应的反应萃取平衡常数K11，K12，K21。     

EXTRACTION EQUILIBRIUM OF PHENOL BY SULFURIC ACID SALTS OF TRIOCTYLAMINE

An investigation was undertaken involving the extraction equilibrium of phenol from an aqueous solution using trioctylamine sulfate salt (TOA salt)/trioctylamine (TOA) as the extractant. The purpose of using trioctylamine as the organic solvent is to increase the total capability of phenol extraction as well as to avoid the use of other organic solvents. In order to prevent the formation of a second phase from the reaction of trioctylamine and sulfuric acid, 1-octanol in an appropriate amount was added to make the organic solution homogeneous. Equilibrium distribution coefficients (K_d) in the extraction of phenol by TOA salt/TOA were measured for various operating conditions. The equilibrium distribution coefficient of phenol (K_d) between two phases decreased with increasing the initial concentration of phenol, thereby decreasing the initial concentration of sulfuric acid, and subsequently increasing the volume ratio of aqueous phase to organic phase. We recommended that the extraction is carried out at low temperature. A higher value of K_d up to 800 was obtained in using trioctylamine sulfate/trioctylamine as the extractant for equal volume ratio of aqueous phase to organic phase.     

三辛胺络合萃取分离一氯乙酸和二氯乙酸

以三辛胺(TOA)工业品为萃取剂、正己烷为稀释剂,研究了一氯乙酸和二氯乙酸(质量比为322:1)水溶液的萃取分离特性,考察了温度和初始萃取剂浓度对萃取平衡的影响,建立了TOA萃取一氯乙酸和二氯乙酸的数学模型。结果表明,两酸分配系数随温度升高而增大,但影响有限;随萃取剂初始浓度的增大,一氯乙酸分配系数随之增大,二氯乙酸分配系数先升后降。基于TOA的表观碱度,建立了二氯乙酸单溶质模型,解释了其分配系数随萃取剂浓度增大先升后降的特殊规律;在此基础上,考虑协同萃取的影响,建立了双溶质萃取模型。上述研究为一氯乙酸工业品的进一步提纯分离提供了指导。     

正辛醇为稀释剂条件下二元羧酸的萃取平衡特性

以二元羧酸乙二酸、丙二酸、丁二酸、顺丁烯二酸和苹果酸为分离对象,三烷基氧膦（TRPO）为络合剂,正辛醇为稀释剂进行了系统的萃取相平衡实验.结果表明,溶质的pK_a1和羧酸的亲油性同时影响络合萃取平衡.红外光谱分析表明,萃取剂TRPO与正辛醇之间形成氢键,抑制了对羧酸的萃取,使得TRPO与有机羧酸之间形成1∶1的络合物;负载有机羧酸的红外谱图表明,TRPO萃取有机羧酸为氢键溶剂化历程,负载有机羧酸的TRPO中的P=O键吸收峰的位移与有机羧酸的酸性有关.采用质量作用定律分析方法建立了负载量的表达式,模型拟合精度令人满意.     

对氨基酚稀溶液的络合萃取

络合萃取法分离极性有机物稀溶液具有高效性和高选择性。本文在原有工作的基础上，利用三正辛胺、磷酸三丁酯或Ｐ２０４为络合剂，正辛醇或煤油为稀释剂，在不同的ＰＨ值条件下实验测定了对氨基酚稀溶液的萑取相平稳分析系数。     

不同稀释剂中三辛胺相对于有机羧酸碱度的研究

The relative basicity of trioctylamine （TOA）, pKa,BS, in protic polar diluent （1-octanol）, non-protic polar diluent [methyl iso-butyl ketone （MIBK）] and inert diluent （CCl4） were determined for 11 mono-carboxylic acids, and the dependence of PKa,BS on the nature of solute and diluent type was discussed. The results show that pKa,BS determined by half neutralization with the solute carboxylic acid is in the order of 1-octanol〉MIBK〉CCl4 for a fixed TOA concentration, and it increases with increasing acidity and hydrophobicity of the carboxylic acid. Compared with two parameters of the solute extracted （acidity and hydrophobicity）, pKa,BS is more sensitive to hydrophobicity of the acid. A mathematic equation representing relationship between the apparent extraction equilibrium （K11） and the system properties （PKa,BS and pKa） was proposed： 1g K11 = 2pKa,BS=pKa. It is proved that the extraction equilibrium of mono-carboxylic acids can be predicted by the above equation with reasonable accuracy.