Труды КНЦ (Технические науки вып.1/2022(13))

Методика эксперимента Для изучения растворимости экстрагента в равновесной водной фазе системы кислородсодержащий экстрагент — хлороводородная кислота — вода экстракцию проводили в делительных воронках при ручном встряхивании и комнатной температуре (20 °C) в течение 5 мин; соотношение органической (О) и водной (В) фаз О : В = 1 : 1. Для удаления следов органической фазы, захваченной в результате механического уноса, рафинаты, представляющие собой растворы хлороводородной кислоты, содержащие некоторое количество растворённого экстрагента, дополнительно пропускали через плотный бумажный фильтр «синяя лента». Для количественного определения экстрагентов в рафинатах органические соединения из них экстрагировали трихлорметаном. Процесс экстракции осуществляли в две ступени на исчерпывание в делительных воронках при ручном встряхивании и комнатной температуре в течение 3 мин; соотношение фаз О : В = 1 : 2. Полученные экстракты осушали безводным сульфатом натрия Na 2 SO 4 и определяли содержание экстрагентов методом газовой хромато-масс-спектрометрии. Результаты и обсуждение Результаты определения содержания октан-1-ола, декан-1-ола, ундекан-2-она и их смесей в контактной водной фазе представлены в табл. 2 . Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Технические науки. 2022. Т. 13, № 1. С. 148-154. Transactions of the Kala Science Centre of r A s . Series: Engineering Sciences. 2022. Vol. 13, No. 1. P. 148-154. Таблица 2 Растворимость некоторых кислородсодержащих экстрагентов в воде Массовая концентрация экстрагента C(sol), г / л Молярная концентрация C(HCl), М 0 1 2 4 6 8 Октан-1-ол 0,258 0,177 0,238 0,281 0,348 0,672 Декан-1-ол 0,016 0,006 0 , 0 1 0 0 , 0 1 2 0,016 0,023 C 8 + C 10 Октан-1-ол 0,148 0,108 0,174 0,223 0,238 0,363 Декан-1-ол 0,006 0,004 0,005 0 , 0 1 1 0,013 0,017 Ундекан-2-он 0,004 0 , 0 0 0 1 2 0 , 0 0 0 2 0,003 0,024 0,060 C 8 + C 10 + ундекан- 2 -он 7 : 3 Октан-1-ол 0,086 0,039 0,066 0,178 0,576 1,098 Декан-1-ол 0,019 0 , 0 0 1 0 0,003 0,006 0,025 0,057 Ундекан-2-он 0,0006 0 , 0 0 0 2 0 , 0 0 0 2 0,0006 0,005 0,042 Установлено, что растворимость алифатических спиртов и кетонов во всём диапазоне исследованных концентраций кислоты уменьшается с ростом молекулярной массы, то есть количества атомов углерода в радикале, в связи с увеличением гидрофобности молекул. Таким образом, при промышленном использовании смесей алифатических спиртов и кетонов в качестве экстрагентов следует ожидать постепенного вымывания компонентов с меньшей длиной радикала и увеличения доли компонентов с большей молекулярной массой. В свою очередь, увеличение содержания того или иного компонента в экстракционной смеси может повлечь изменение её физико-химических свойств. Полученные результаты согласуются и с ранее проведёнными исследованиями изменения состава, плотности и вязкости промышленного оборотного экстрагента, содержащего многоатомные алифатические спирты в качестве модификаторов [7]. Кривые растворимости спиртов проходят через минимум, соответствующий C(HCl) = 1 М. Такая немонотонность объясняется состоянием хлороводородной кислоты как сильного электролита в водных растворах. Молекулы HCl подвергаются полной диссоциации, а отклонение раствора от идеальности описывается коэффициентами активности. Характер концентрационной зависимости последних соответствует данным по растворимости [4]. Так, вначале наблюдается снижение коэффициентов активности с ростом концентрации кислоты; минимальное значение соответствует концентрации около 1 М, после чего коэффициенты возрастают. Для смеси Ce + C 10 также характерен минимум растворимости при C(HCl) = 1 М с её последующим монотонным ростом. Спирты в составе смесей растворяются хуже, чем в качестве индивидуальных экстрагентов, в связи с формированием водородных связей между атомами © Кузина Т. Д., Соколов А. Ю., Короткова Г. В., Касиков А. Г., 2022 150