RU2555463C2 - Способ извлечения ионов индия (iii) - Google Patents
Способ извлечения ионов индия (iii) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2555463C2 RU2555463C2 RU2013134583/05A RU2013134583A RU2555463C2 RU 2555463 C2 RU2555463 C2 RU 2555463C2 RU 2013134583/05 A RU2013134583/05 A RU 2013134583/05A RU 2013134583 A RU2013134583 A RU 2013134583A RU 2555463 C2 RU2555463 C2 RU 2555463C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- indium
- iii
- extraction
- ions
- antipyrine
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Non-Biological Materials By The Use Of Chemical Means (AREA)
Abstract
Изобретение относится к аналитической химии. Способ извлечения ионов индия (III) включает его экстракцию из водных растворов производным из группы пиразолонов с последующим комплексонометрическим определением индия (III). В качестве производного из группы пиразолонов используют антипирин. Экстракцию проводят органическим реагентом, содержащим антипирин и сульфосалициловую кислоту, с добавлением высаливателя, при рН среды 2,0. В качестве высаливателя берут сульфат натрия или сульфат аммония. В качестве индикатора при комплексонометрическом определении индия (III) используют ксиленоловый оранжевый. Изобретение позволяет повысить селективность извлечения индия (III) без применения легколетучих, пожароопасных, токсичных органических растворителей. 1 з.п. ф-лы, 4 ил., 3 пр., 1 табл.
Description
Изобретение относится к аналитической химии, в частности к способам извлечения солей металлов из водных растворов без органического растворителя с помощью расслаивающейся системы антипирин (АП) - сульфосалициловая кислота (ССК) - вода, которая может быть использована в производстве и анализе особо чистых металлов, например, для селективной экстракции ионов индия (III).
Известен способ экстракционного выделения индия фосфорорганическими кислотами. Экстракцию проводят смесью моноалкил-и/или диалкил- и триалкилфосфорных кислот в объемном соотношении 1:2-5; при pH водной фазы 0,25-4,5. Для реэкстракции органическую фазу обрабатывают раствором серной кислоты (100-500 г/дм3) в отношении 1:1 (Solvent extraction recovery process for indium, МПК C01G 15/00, №4, 292, 284, Sep. 29, 1981, USA).
Недостатком данного метода является применение токсичных, легко воспламеняемых растворителей, низкая избирательность экстрагента и сложность пробоподготовки.
Наиболее близким по технической сущности является способ экстракционного выделения индия, основанный на образовании иодидного комплекса индия, экстракции его в органическую фазу и последующее его определение комплексонометрическим способом. В качестве экстрагента выступает раствор диантипирилметана в хлороформе или дихлорэтане (В.Х. Аитова, В.П. Живописцев. Галлий, индий // Ученые записки ИГУ №342. 1974. С. 86).
Однако известный способ обладает рядом недостатков, а именно: применение производного антипирина - ДАМ и, как следствие, использование органических растворителей, что приводит к увеличению стоимости выделения индия, снижает безопасность работы и ухудшает состояние окружающей среды. Определяющим фактором является также недостаточная прочность иодидного комплекса индия, что сказывается на его последующем определении.
Цель изобретения заключается в применении расслаивающейся системы АП-ССК-H2O для повышения селективности извлечения индия (III) без применения органических растворителей, которые, как правило, являются легколетучими, пожароопасными, нередко токсичными.
Поставленная задача решается с помощью признаков, указанных в 1 пункте формулы изобретения, общих с прототипом, таких как способ извлечения ионов индия (III) экстракцией из водных растворов производным из группы пиразолонов с последующим комплексонометрическим определением индия (III), и отличительных существенных признаков, таких как в качестве органического реагента используют антипирин и сульфосалициловую кислоту, а в качестве высаливателя - сульфат натрия или сульфат аммония при pH 2,0-3,0.
Согласно п. 2 формулы изобретения в качестве индикатора при комплексонометрическом определении индия (III) используют ксиленоловый оранжевый.
Технический результат от вышеперечисленной совокупности существенных признаков - повышение селективности извлечения индия (III) без применения органических растворителей, которые, как правило, являются легколетучими, пожароопасными, нередко токсичными.
Антипирин и сульфосалициловая кислота представляют собой соединения структурных формул:
которые выпускаются отечественной промышленностью и широко применяются в фармокопии, сельском хозяйстве, медицине и др.
Применяя расслаивающуюся систему АП-ССК-H2O, были определены оптимальные условия извлечения индия (III) из водных растворов. Для этого при постоянной концентрации 0,6 моль/л раствора АП приливали разные количества ССК (2 моль/л) при общем объеме водной фазы 10-15 мл.
Оказалось, что при соотношении компонентов АП: ССК в молярном отношении, моль/л: 0,54-0,6: 0,3-0,32 наблюдается максимальное расслаивание системы АП-ССК-H2O. При этом объем органической фазы (ОФ), содержащий АП и ССК, составляет 2-2,2 мл (рис. 1). Именно этот объем и является достаточным для экстракции ионов индия (III).
В дальнейшем было показано, что ОФ обладает большой буферной емкостью (рис. 2). Так, при добавлении 3,5 мл 1 моль/л HCl или 2 мл 1 моль/л NaOH pHравн. изменяется на 0,32-0,38 ед. pH. Объем ОФ при этом уменьшается соответственно до 1,8 и 2 мл.
В оптимальных условиях расслаивания 0,6 моль/л АП и 0,32 моль/л ССК при объеме водной фазы 10 мл 0,01 моль/л раствор In2(SO4)3 извлекается не более чем на 74,4%. Предварительно перед экстракцией необходимо добавлять в систему 1,0 моль/л NaOH для создания pH 2, с учетом нейтрализации 0,5М H2SO4, на которой приготовлен раствор соли металла (рис. 3). Дальнейшее увеличение концентрации щелочи или серной кислоты уменьшает степень извлечения индия. Для количественного извлечения индия вводят высаливатель, например, Na2SO4 или (NH4)2SO4 в концентрации 1,0 и 1,5 моль/л соответственно.
Полученные результаты (таблица) показали, что максимальную степень извлечения (Е, %) обеспечивают Na2SO4 (99,6%) и (NH4)2SO4 (98,6%).
Сульфат калия малоэффективен вследствие невысокой его растворимости и неполного извлечения In(III). В случае Na2SO4 необходимо нагревать водную фазу до 60-70°C (7-10 мин) до полного растворения высаливателя. Необходимо отметить, что введение высаливателя увеличивает объем ОФ вдвое. По высаливающей способности, увеличивающей степень извлечения индия, сульфаты щелочных элементов и катиона аммония расположены в последовательности: Na2SO4>(NH4)2SO4>K2SO4.
В оптимальных условиях извлечения In3+(моль/л: АП - 0,6; ССК - 0,32; Na2SO4 - 1,0) построена изотерма экстракции, согласно которой насыщение ОФ происходит при концентрации индия (III) в водной фазе, равной 0,3 моль/л (рис. 4). При этом концентрация элемента в ОФ составляет 0,118 моль/л. Логарифмическая зависимость lgD(In)-lgC(In)B показала, что в интервале концентрации In(III) в водной фазе от 0,01 до 0,1 моль/л тангенс угла наклона кривой близок к 1, что свидетельствует о мономерной форме элемента в составе комплекса.
Из приведенных данных изотермы экстракции, а также логарифмической зависимости lgD(In)-lgC(АП) и анализа насыщенных ионами индия экстрактов можно предположить соотношение компонентов в комплексе, равное ΑΠ: In(III): ССК=2:1:2. Полученное соотношение позволяет выразить комплекс в виде сольвата следующего состава
[(ССК-)2·In3+·2АП]+(АП)2·Н·ССК-.
Поскольку полученный сольват [(ССК-)2·In3+·2АП]+·(АП)2·Н·ССК- отличается высокой прочностью, то его необходимо разрушить для последующего комплексонометрического определения индия (III), разбавляя экстракт дистиллированной водой до 150 мл.
Пример 1. Селективный способ извлечения индия (III) из расслаивающейся системы АП-ССК-H2O-Na2SO4 для его последующего комплексонометрического определения.
К анализируемому раствору, содержащему 11,15 мг In3+, вводили 3 мл 2М раствора антипирина, 1,6 мл 2M раствора ССК в объеме водной фазы Vф=10 мл. Для создания необходимого значения pHравн=2,0 добавляли 1,0 моль/л NaOH и в качестве высаливателя вводили сульфат натрия до концентрации 1М в объеме 10 мл. Экстракцию ионов In3+ осуществляли в делительных воронках на 50 мл в течение 5 мин, после отстаивания органическую фазу сливали, а к водной приливали еще 1,5 мл АП, 0,8 мл ССК и проводили повторную экстракцию. В объединенных экстрактах определяли индий комплексонометрически, предварительно разбавив экстракт дистиллированной водой до 150 мл. Необходимое значение pH при титровании создавали введением 1 моль/л раствора CH3COONa (2 мл) и 5 мл ацетатного буферного раствора с pH=3,3. Контроль за содержанием ионов In3+ в экстракте осуществляли по его остатку в водной фазе по указанному выше методу. В качестве индикатора применяли 0,05%-ный раствор ксиленолового оранжевого (2-3 капли) и при энергичном перемешивании титровали раствором ЭДТА (0,020 М) до перехода окраски от малиновой до желтой.
Полученные результаты показали, что в данных условиях ионы Zn2+, Cd2+, Со2+, Ni2+, Cr3+, Μn2+(в соотношении 1:100) не мешают определению ионов индия, так как не извлекаются в ОФ.
Пример 2. Селективный способ извлечения ионов индия (III) из расслаивающейся системы АП-ССК-H2O-(NH4)2SO4 для его последующего комплексонометрического определения.
К анализируемому раствору, содержащему 11,15 мг In3+, вводили 3 мл 2М раствора АП, 1,5 мл 2М раствора ССК в объеме водной фазы Vф=10 мл. Добавляли 1,0 моль/л NaOH, создавая pH=2,0, сульфат аммония до 1,0 моль/л в объеме водной фазы 10 мл. Экстракцию ионов In3+осуществляли в делительных воронках на 50 мл при комнатной температуре в течение 5 мин, после отстаивания органическую фазу сливали, а к водной фазе приливали еще 1,5 мл АП, 0,75 мл ССК и проводили повторную экстракцию. В объединенных экстрактах определяли индий комплексонометрически по вышеописанному методу.
Сведения по экстракции показали, что в данных условиях ионы Со2+, Ni2+, Zn2+, Cd2+, Cr3+, Mn2+(в соотношении 1:100) не мешают определению ионов индия, так как не извлекаются в ОФ.
Пример 3. Селективный способ экстракционно-комплексонометрического определения макроколичеств ионов индия (III) в различных основах.
К анализируемому раствору, содержащему 22,30 мг In3+, приливали 3 мл АП, 1,5 мл ССК, 1,0 моль/л раствор NaOH до pH 2, вводили 2,97 г сульфата аммония в качестве высаливателя при объеме Vф=15 мл. Экстракцию ионов In3+ осуществляли в делительных воронках на 50 мл и комнатной температуре 20°C в течение 5 мин. После отстаивания органическую фазу сливали, а к водной приливали еще 1,5 мл АП, 0,75 мл ССК и проводили повторную экстракцию. В объединенных экстрактах определяли индий комплексонометрически по вышеописанной схеме.
Выделению и определению ионов индия не мешают щелочные элементы в соотношении к определяемому иону 1:1000, Со2+, Νi2+, Ζn2+, Cd2+, Cr3+, Mn2+ (в соотношении 1:100).
Claims (2)
1. Способ извлечения ионов индия (III) экстракцией из водных растворов производным из группы пиразолонов с последующим комплексонометрическим определением индия (III), отличающийся тем, что в качестве производного из группы пиразолонов используют антипирин, причем экстракцию проводят органическим реагентом, содержащим антипирин и сульфосалициловую кислоту, с добавлением высаливателя, в качестве которого берут сульфат натрия или сульфат аммония, при pH среды 2,0.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве индикатора при комплексонометрическом определении индия (III) используют ксиленоловый оранжевый.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013134583/05A RU2555463C2 (ru) | 2013-07-23 | 2013-07-23 | Способ извлечения ионов индия (iii) |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013134583/05A RU2555463C2 (ru) | 2013-07-23 | 2013-07-23 | Способ извлечения ионов индия (iii) |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2013134583A RU2013134583A (ru) | 2015-01-27 |
RU2555463C2 true RU2555463C2 (ru) | 2015-07-10 |
Family
ID=53281263
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013134583/05A RU2555463C2 (ru) | 2013-07-23 | 2013-07-23 | Способ извлечения ионов индия (iii) |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2555463C2 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2631806C2 (ru) * | 2015-10-20 | 2017-09-26 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Пермский государственный национальный исследовательский университет" | Новый вариант расслаивания в системе антипирин (АП) - вода - сульфат натрия |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104897586A (zh) * | 2015-05-05 | 2015-09-09 | 上海大学 | 采用分光光度法测定lcd浸出液中铟含量的方法 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU566163A1 (ru) * | 1974-05-28 | 1977-07-25 | Пермский ордена Трудового Красного Знамени государственный университет имени А.М.Горького | Способ концентрировани инди |
US4292284A (en) * | 1980-06-27 | 1981-09-29 | Toho Aen Kabushiki Kaisha | Solvent extraction recovery process for indium |
SU1308559A1 (ru) * | 1984-11-30 | 1987-05-07 | Челябинский Электролитный Цинковый Завод Им.С.М.Кирова | Способ извлечени инди из растворов свинцово-цинкового производства |
SU1428701A1 (ru) * | 1986-11-04 | 1988-10-07 | Пермский государственный университет им.А.М.Горького | Способ выделени инди из кислых иодидных растворов |
-
2013
- 2013-07-23 RU RU2013134583/05A patent/RU2555463C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU566163A1 (ru) * | 1974-05-28 | 1977-07-25 | Пермский ордена Трудового Красного Знамени государственный университет имени А.М.Горького | Способ концентрировани инди |
US4292284A (en) * | 1980-06-27 | 1981-09-29 | Toho Aen Kabushiki Kaisha | Solvent extraction recovery process for indium |
SU1308559A1 (ru) * | 1984-11-30 | 1987-05-07 | Челябинский Электролитный Цинковый Завод Им.С.М.Кирова | Способ извлечени инди из растворов свинцово-цинкового производства |
SU1428701A1 (ru) * | 1986-11-04 | 1988-10-07 | Пермский государственный университет им.А.М.Горького | Способ выделени инди из кислых иодидных растворов |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2631806C2 (ru) * | 2015-10-20 | 2017-09-26 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Пермский государственный национальный исследовательский университет" | Новый вариант расслаивания в системе антипирин (АП) - вода - сульфат натрия |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2013134583A (ru) | 2015-01-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Rodrigues et al. | Application of hydrophobic extractant in aqueous two-phase systems for selective extraction of cobalt, nickel and cadmium | |
Tavakoli et al. | Separation of vanadium from iron by solvent extraction using acidic and neutral organophosporus extractants | |
CN106636673B (zh) | 一种采用萃取法从盐湖卤水中提取锂的方法 | |
Wellens et al. | Separation of cobalt and nickel by solvent extraction with two mutually immiscible ionic liquids | |
Haixia et al. | Ionic liquid 1-octyl-3-methylimidazolium hexafluorophosphate as a solvent for extraction of lead in environmental water samples with detection by graphite furnace atomic absorption spectrometry | |
Penido et al. | Surfactant as selective modulator in the partitioning of dyes in aqueous two-phase systems: a strategy for separation | |
RU2555463C2 (ru) | Способ извлечения ионов индия (iii) | |
Fu et al. | Creating efficient novel aqueous two-phase systems: Salting-out effect and high solubility of salt | |
Petrov et al. | Phase and extraction equilibriums in aqueous segregable systems with protolytic interaction | |
Panhwar et al. | Ultrasonic-assisted ionic liquid-based microextraction for preconcentration and determination of aluminum in drinking water, blood and urine samples of kidney failure patients: a multivariate study | |
Rout et al. | Probing the coordination of europium (III) in a functionalized ionic liquid using luminescence spectroscopy | |
Zhang et al. | Extraction of nitric and phosphoric acids with tributyl phosphate | |
AU2012330712B2 (en) | Processes for metal ions removal of from aqueous solutions | |
Zabolotnykh et al. | Comparison of extractive capacities of systems based on sulfonol, sodium dodecyl sulfate, or alkyl benzene sulfonic acid | |
TW201403050A (zh) | 測量流體中界面活性劑的方法 | |
Billard | Are molecular solvents, aqueous biphasic systems and deep eutectic solvents meaningful categories for liquid–liquid extraction? | |
Semmoud et al. | An efficient cloud point extraction of mixed organic-inorganic pollutants using an ionic liquid as extractant: separation of the red Bemacid dye from nickel (II) in saline medium and optimization through factorial design methodology. | |
RU2645068C2 (ru) | Способ извлечения скандия(III) для его последующего определения в системе, содержащей антипирин и сульфосалициловую кислоту | |
Usma et al. | Solvent extraction of rare earths elements from nitrate media in DMDOHEMA/ionic liquid systems: performance and mechanism studies | |
RU2624217C1 (ru) | Способ извлечения тирозина и витамина B6 из водного раствора | |
Delmau et al. | Alternatives to Nitric Acid Stripping in the Caustic‐Side Solvent Extraction (CSSX) Process for Cesium Removal from Alkaline High‐Level Waste | |
Belova et al. | New binary extractants and prospects of their application | |
Bahram et al. | Experimental design for the optimization of micelle mediated extraction of malachite green using anionic surfactant, sodium dodecyl sulfate | |
RU2631806C2 (ru) | Новый вариант расслаивания в системе антипирин (АП) - вода - сульфат натрия | |
Shamsipur et al. | Cold induced aggregation microextraction with an ionic liquid for trace determination of cadmium and lead in water samples |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150724 |