RU2631806C2 - Новый вариант расслаивания в системе антипирин (АП) - вода - сульфат натрия - Google Patents
Новый вариант расслаивания в системе антипирин (АП) - вода - сульфат натрия Download PDFInfo
- Publication number
- RU2631806C2 RU2631806C2 RU2015145093A RU2015145093A RU2631806C2 RU 2631806 C2 RU2631806 C2 RU 2631806C2 RU 2015145093 A RU2015145093 A RU 2015145093A RU 2015145093 A RU2015145093 A RU 2015145093A RU 2631806 C2 RU2631806 C2 RU 2631806C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- extraction
- antipyrine
- water
- sodium sulfate
- mol
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D11/00—Solvent extraction
- B01D11/04—Solvent extraction of solutions which are liquid
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23F—NON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
- C23F4/00—Processes for removing metallic material from surfaces, not provided for in group C23F1/00 or C23F3/00
- C23F4/04—Processes for removing metallic material from surfaces, not provided for in group C23F1/00 or C23F3/00 by physical dissolution
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- Removal Of Specific Substances (AREA)
- Extraction Or Liquid Replacement (AREA)
Abstract
Изобретение относится к аналитической химии, в частности, к способам извлечения солей металлов из водных растворов без органического растворителя с помощью расслаивающейся системы антипирин (АП)-вода-сульфат натрия. Расслаивающаяся система для выделения ионов металлов из водных растворов, содержащая производное из группы пиразолонов, воду и высаливатель, где в качестве фазообразователя выступает сульфат натрия, а гидратированная форма антипирина является экстрагентом. Технический результат - получение экстрагента без применения токсичных и горючих органических растворителей, обладающего большой экстракционной емкостью при минимальном количестве компонентов в системе. 1 ил., 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)-вода-сульфат натрия.
Чаще всего встречаются экстракционные системы, расслоение которых кроется в ограниченной растворимости жидкостей. Обычно, в качестве двух несмешивающихся фаз используются водные растворы и органические растворители. Известна экстракция без органического растворителя, например: расслаивание водного раствора, содержащего растворимый полимер, при введении неорганической соли в систему [Зварова Т.И., Шкинев В.М., Спиваков Б.Я., Золотов Ю.А. Жидкостная экстракция в системе водный раствор соли - водный раствор полиэтиленгликоля // Докл. АН СССР. - 1983. - Т. 273, №1. - С. 107-110]. В качестве фазообразователя часто применяют сульфат аммония. Недостатком способа является низкая экстракционная емкость, необходимость использования фракции водорастворимого полиэтиленгликоля (ПЭГ) со строго определенной молекулярной массой от 1000 до 5000 у.е.
Наиболее близким по технической сущности является экстракция ионов металлов антипирином. Образующиеся комплексы обладают малой растворимостью, характерной окраской, способностью извлекаться не смешивающимися с водой органическими растворителями. [Бусев А.И., Акимов В.К., Гусев С.И. Производные пиразолона как аналитические реагенты // Успехи химии. - 1965. - Вып. 3. - С. 565-583]. Недостатком способа является то, что большинство органических растворителей относится к легколетучим, пожароопасным и токсичным веществам; некоторые металлы дают окрашенные соединения с антипирином при введении дополнительных агентов.
Задачей изобретения является разработка экстрагента без применения токсичных и горючих органических растворителей, обладающего большой экстракционной емкостью при минимальном количестве компонентов в системе.
Для решения поставленной задачи предлагается экстрагент для выделения ионов металлов из водных растворов, содержащий антипирин, воду и высаливатель, где в качестве высаливателя выступает сульфат натрия.
Изобретение основано на способности АП при определенной «критической» концентрации образовывать самостоятельную органическую фазу, насыщенную водой - 53,22% (ОФ). Необходимым условием в таком случае для образования ОФ является введение в систему высаливателя. Приведенный факт был установлен в присутствии 1 моль/л раствора сульфата натрия, при этом концентрация АП оставалась постоянной при объеме водной фазы 10 мл. Небольшая по объему верхняя фаза является экстрагентом макроколичеств ионов железа (III) и большой группы микроколичеств ионов металлов.
Верхняя органическая фаза представляет собой гидратированную форму АП:
Чем большей высаливающей способностью обладает неорганическая соль, тем больше будет объем ОФ. Гидратированная форма АП может быть достаточно сложной и зависит от присоединения 2-х и более молекул Н2О.
Такой гидратации способствует высокая концентрация АП и неорганического высаливателя в водной фазе. Приведенные данные подтверждаются зафиксированными показателями плотности исходных растворов реагентов, растворов высаливателей, а также водной и органической фаз (табл. 1). При введении 1 моль/л раствора сульфата аммония в систему, а также при увеличении его концентрации до 2 моль/л, фаза с АП не образуется. Следовательно, сульфат натрия обладает большей высаливающей способностью, чем сульфат аммония.
Количественное соотношение компонентов напрямую влияет на объем ОФ, отклонение от которого может привести к полной гомогенизации системы или к выделению твердых фаз переменного состава. Поэтому, чтобы расслаивающаяся система АП-Н2О-Na2SО4 могла использоваться в качестве экстракционной, необходимо определить и строго соблюдать это соотношение.
На рис. 1 приведены сведения о влиянии концентрации высаливателя на объем ОФ при фиксированном содержании АП. Из рис. 1 следует, что повышение концентрации Na2SО4 увеличивает объем ОФ. Последняя практически сохраняется при концентрации АП в интервале 0,3-0,8 моль/л. Однако, при концентрации АП выше 0,8 моль/л и при выдерживании водно-расслаивающейся системы в течение часа и более наблюдается выделение кристаллов. Для практических целей выбрана концентрация АП, равная 0,6 моль/л, обеспечивающая достаточный объем верхней фазы (1,3-1,4 мл) при оптимальном соотношении компонентов (CNa2SO4 = 1 моль/л).
Полученная органическая фаза подвижна, прозрачна, практически не окрашена и удобна как для экстракции ионов металлов, так и для их определения разными методами, в том числе с их последующим атомно-эмиссионным определением с применением индуктивно-связанной плазмы. Важным достоинством ОФ также является хорошая водорастворимость, что позволяет проводить экстракцию без применения токсичных и горючих органических растворителей. Нельзя не отметить и такой факт, как исключение при анализе стадии реэкстракции. При этом коэффициент относительного концентрирования увеличивается, поскольку распределение элемента осуществляется в небольшую по объему органическую фазу. Таким образом, применение расслаивающейся системы повышает уровень экологической безопасности экстракционных методов, напрямую влияющих на здоровье химика-аналитика и состояние окружающей среды.
Пример 1. Методика экстракционного выделения и последующего спектрального определения микроколичеств Fe, In, Sc, Mo, Th, V (iCAP 6500). Анализируемые растворы готовились из стандартных образцов (Internal Standard Mix. Agilent Part Number: 5183-4681; Initial calibration verification standard. Agilent Part Number: 5183-4682).
Выполнение определения: 1 мл каждого эталона переносили в делительную воронку на 50 мл, вводили 3 мл 2 моль/л раствора АП в объеме водной фазы V=10 мл. Поскольку указанные стандарты приготовлены на 5% HNO3, то при экстракции приливали 0,8 мл 2 моль/л раствора NaOH для нейтрализации данной кислотности. В качестве высаливателя вводили сульфат натрия до концентрации 1 моль/л. Экстракцию ионов металлов проводили в течение 5 мин, после отстаивания к водной фазе приливали еще 1,5 мл АП и проводили повторную экстракцию. В объединенных экстрактах определяли содержание входящих в состав эталона компонентов (табл. 2):
При определении микроколичеств Fe, In, Sc, Mo, Th, V относительное стандартное отклонение не превышает 0,01.
Пример 2. Оценка экстракционной способности ОФ на примере извлечения макроколичеств ионов железа. К анализируемому раствору, содержащему ионы железа (III), вводили 3 мл 2М раствора антипирина, в качестве высаливателя вводили сульфат натрия до концентрации 1 моль/л в объеме 10 мл. Экстракцию ионов Fe3+ осуществляли в делительных воронках на 50 мл в течение 5 мин, после отстаивания и расслоения к водной фазе приливали еще 1,5 мл АП и проводили повторную экстракцию. В объединенных экстрактах определяли железо комплексонометрически, предварительно разбавив экстракт дистиллированной водой. Контроль за содержанием ионов Fe3+ в экстракте осуществляли по его остатку в водной фазе по указанному выше методу. В качестве индикатора применяли 25%-ный раствор сульфосалициловой кислоты (2-3 капли) и титровали раствором ЭДТА (0,025 моль/л) до перехода окраски от винно-красной до соломенно-желтой.
Оказалось, что при экстракции 1 мг Fe (III) в условиях 0,6 моль/л раствора АП и 1 моль/л Na2SO4 в ОФ переходит 99,8% железа, то есть 0,99 мг. При экстракции 7,19 мг Fe (III), последнее переходит в ОФ только на 43% и, наконец, при извлечении 14,38 мг Fe (III) степень его извлечения уменьшается до 9,3%. То есть с увеличением концентрации железа в водной фазе экстракционная емкость ОФ уменьшается (до ~ 9%). Тем самым можно заключить, что система АП-Н2О-Na2SO4 обладает большей экстракционной емкостью, например, по сравнению с ПЭГ-Н2О-(NH4)2SO4, где ионы металлов извлекаются на уровне 5⋅10-5 моль/л.
Claims (1)
- Расслаивающаяся система для выделения ионов металлов из водных растворов, содержащая производное из группы пиразолонов, воду и высаливатель, отличающаяся тем, что в качестве высаливателя выступает сульфат натрия, а гидратированная форма антипирина является экстрагентом.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015145093A RU2631806C2 (ru) | 2015-10-20 | 2015-10-20 | Новый вариант расслаивания в системе антипирин (АП) - вода - сульфат натрия |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015145093A RU2631806C2 (ru) | 2015-10-20 | 2015-10-20 | Новый вариант расслаивания в системе антипирин (АП) - вода - сульфат натрия |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2015145093A RU2015145093A (ru) | 2017-04-25 |
RU2631806C2 true RU2631806C2 (ru) | 2017-09-26 |
Family
ID=58642169
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015145093A RU2631806C2 (ru) | 2015-10-20 | 2015-10-20 | Новый вариант расслаивания в системе антипирин (АП) - вода - сульфат натрия |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2631806C2 (ru) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1995028999A1 (en) * | 1994-04-21 | 1995-11-02 | British Nuclear Fuels Plc | Solvent extraction of metal containing species |
RU2333028C1 (ru) * | 2007-03-12 | 2008-09-10 | Институт технической химии Уральского отделения Российской академии наук (ИТХ УрО РАН) | Экстрагент для выделения ионов металлов из водных растворов |
RU2555463C2 (ru) * | 2013-07-23 | 2015-07-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пермский государственный национальный исследовательский университет" | Способ извлечения ионов индия (iii) |
-
2015
- 2015-10-20 RU RU2015145093A patent/RU2631806C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1995028999A1 (en) * | 1994-04-21 | 1995-11-02 | British Nuclear Fuels Plc | Solvent extraction of metal containing species |
RU2333028C1 (ru) * | 2007-03-12 | 2008-09-10 | Институт технической химии Уральского отделения Российской академии наук (ИТХ УрО РАН) | Экстрагент для выделения ионов металлов из водных растворов |
RU2555463C2 (ru) * | 2013-07-23 | 2015-07-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пермский государственный национальный исследовательский университет" | Способ извлечения ионов индия (iii) |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Дегтев М. И. et al. "Расслаивающиеся системы антипирина, сульфосалициловой кислоты, сульфата натрия и воды для извлечения макроколичеств ионов металлов". Доклады Академии наук Республики Таджикистан, 57 (2014). URL: http://cyberleninka.ru/article/n/rasslaivayuschiesya-sistemy-antipirina-sulfosalitsilovoy-kisloty-sulfata-natriya-i-vody-dlya-izvlecheniya-makrokolichestv-ionov (дата обращения: 20.10.2016). Дёгтев М. И. et al. "Расслаивающиеся системы без органического растворителя -; новый тип экстракции макро и микроколичеств ионов металлов". Доклады Академии наук Республики Таджикистан, 55 (2012). URL: http://cyberleninka.ru/article/n/rasslaivayuschiesya-sistemy-bez-organicheskogo-rastvoritelya-novyy-tip-ekstraktsii-makroi-mikrokolichestv-ionov-metallov (дата обращения: 20.10.2016). * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2015145093A (ru) | 2017-04-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Zounr et al. | A simple and green deep eutectic solvent based air assisted liquid phase microextraction for separation, preconcentration and determination of lead in water and food samples by graphite furnace atomic absorption spectrometry | |
Sadeghi et al. | Preconcentration and speciation of trace amounts of chromium in saline samples using temperature-controlled microextraction based on ionic liquid as extraction solvent and determination by electrothermal atomic absorption spectrometry | |
Bahadır et al. | Separation and preconcentration of lead, chromium and copper by using with the combination coprecipitation-flame atomic absorption spectrometric determination | |
Mohapatra et al. | Extraction of uranyl ion from nitric acid medium using solvent containing TOPO and its mixture with D2EHPA in room temperature ionic liquids | |
Ghasemi et al. | Determination of zinc, copper, and mercury in water samples by using novel micro cloud point extraction and UV-Vis spectrophotometry | |
Labrecque et al. | Cloud point extraction of uranium using H2DEH [MDP] in acidic conditions | |
Bastos et al. | Separation of azeotropic mixtures using high ionicity ionic liquids based on 1-ethyl-3-methylimidazolium thiocyanate | |
Visser et al. | Naphthol-and resorcinol-based azo dyes as metal ion complexants in aqueous biphasic systems | |
Snigur et al. | A rapid cloud point extraction of Molybdenum (VI) with 6, 7-dihydroxy-2, 4-diphenylbenzopyrylium perchlorate prior to its spectrophotometric determination | |
Shirkhanloo et al. | Dispersive liquid-liquid microextraction based on task-specific ionic liquids for determination and speciation of chromium in human blood | |
RU2017124954A (ru) | Способ и комплект для определения дозировки ионов железа в смазывающих композициях | |
Liang et al. | Supramolecular solvent dispersive liquid–liquid microextraction based on solidification of floating drop and graphite furnace atomic absorption spectrometry for the determination of trace lead in food and water samples | |
CN101526489A (zh) | 用于检测油中的石蜡和沥青质的含量的方法 | |
Dadfarnia et al. | Dispersive liquid-liquid microextraction-solidified floating organic drop combined with spectrophotometry for the speciation and determination of ultratrace amounts of selenium | |
Bader et al. | Cloud point extraction as a sample preparation technique for trace element analysis: An overview | |
Gujar et al. | Extractive complexation of lanthanides and Am (III) by 1-phenyl-3-methyl-4-benzoyl-5-pyrazolone in ionic liquid: Solvent extraction and spectroscopic studies | |
Mortada et al. | A micro mixed micelle-mediated preconcentration procedure for spectrophotometric determination of uranium in real and synthetic samples | |
López-López et al. | Three-phase solvent bar micro-extraction as an approach to silver ultra-traces speciation in estuarine water samples | |
da Cruz Silva et al. | Aqueous two-phase systems formed by different phase-forming components: Equilibrium diagrams and dye partitioning study | |
RU2631806C2 (ru) | Новый вариант расслаивания в системе антипирин (АП) - вода - сульфат натрия | |
Fortuny et al. | Effect of phase modifiers on boron removal by solvent extraction using 1, 3 diolic compounds | |
Zabolotnykh et al. | Comparison of extractive capacities of systems based on sulfonol, sodium dodecyl sulfate, or alkyl benzene sulfonic acid | |
Vieira et al. | Lycopene partition in new aqueous two-phase systems | |
Gavazov et al. | Liquid-liquid extraction-spectrophotometric investigations of three ternary complexes of vanadium (V) | |
Hosseini | Sensitive determination trace amount of cadmium (II) as toxic pollutant in real and saline samples after concentration by in situ solvent formation microextraction technique and using eco-friendly materials |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20181021 |