Физико-химические параметры экстракционного извлечения иода в системе ДАФ-изооктан-вода

Введение 6
1 Теоретическая часть 8
1.1 Иод. Общие сведения. Физические и химические свойства 8
1.2 Метод экстракции 13
1.3 Термодинамическое равновесие 18
1.4 Система ДАФ-изооктан-вода 21
2 Методическая часть 27
2.1 Метод изомолярных серий 27
2.2 Приготовление рабочих растворов иода 30
3 Результаты эксперимента и их обсуждение 35
3.1 Термодинамичесое равновесие 38
Заключение 45
Список использованных источников 46

Весь текст будет доступен после покупки

Физико-химические характеристики веществ лежат в основе их распределения между двумя фазами. Это явление используется для экстрагирования из водных растворов многих химических соединений.
Экстракция, как способ извлечения иода органическими эктрагентами из водной фазы, применяется в аналитической химии и в химической технологии. Задача исследований в данной области выражается к подбору эффективного индивидуального экстрагента или композиции на его основе. Экстракция, как и растворение, является результатом сил, действующих между молекулами экстрагируемого соединения и молекулами растворителей. В этих процессах образуются связи между молекулами растворителя и ассоциата растворяемого вещества и растворителя.
Наиболее подходящие условия для экстракции существуют при образовании нейтральных молекул с частичной или полной дегидратацией. Такие молекулы нарушают структуру воды и выталкиваются в менее упорядоченную органическую фазу.
Метод изомолярных серий позволяет установить состав экстрагируемых комплексов, что является важным этапом в установлении механизма процесса. Также метод изомолярных серий является физико-химическим методом определения состава сольватов при переменном количестве компонентов, но при постоянной их сумме.
Термодинамическое равновесие – состояние системы, при котором остаются неизменными во времени макроскопические величины этой системы (температура, давление, объём, энтропия) в условиях изолированности от окружающей среды. Равновесное состояние в макроскопической системе особенно удобно для описания по причине своей простоты. Оно не зависит от времени (если не рассматривать флуктуации) и, как правило, может быть полностью описано посредством нескольких макроскопических параметров. Также равновесное состояние не зависит от предыстории состояний макроскопической системы и является наиболее случайным макроскопическим состоянием системы, находящейся в заданных условиях.
В реальных процессах часто реализуется неполное (относительное, подвижное, динамическое) равновесие, однако степень этой неполноты может быть существенной и несущественной.

Весь текст будет доступен после покупки

1.1 Иод. Общие сведения. Физические и химические свойства
Иод – редкий элемент, однако он особенно сильно рассеян в природе и является не самым распространенным элементом, но при этом присутствует практически везде. Иод находится в виде иодидов в морской воде, присутствует в живых организмах, больше всего в водорослях (2,5 г на тонну высушенной морской капусты, ламинарии). Иод известен в природе также в свободной форме, в качестве минерала, но такие находки единичны. В настоящее время в Чили и Японии ведётся интенсивная добыча иода, так как 99% иода находятся именно там. Наиболее известный из минералов иода – лаутарит Са(IО3)2. Некоторые другие минералы иода – иодобромит Аg(Br, Сl, I), эмболит Аg(Сl, Br), майерсит СuI · 4АgI [2].
Иод был открыт случайно в 1811 году французом Бернаром Куртуа при получении селитры из морских водорослей. Как химический элемент, вещество получило название «иод» спустя два года, а официальное внесение в таблицу Менделеева – в 1871 году.
Сырьём для промышленного получения иода в России служат нефтяные буровые воды, тогда как в зарубежных странах, не обладающих нефтяными месторождениями, используются морские водоросли, а также маточные растворы чилийской (натриевой) селитры, щёлок калийных и селитряных производств, что намного удорожает производство иода из такого сырья.
Конфигурация внешнего электронного слоя – 5s2р5. В соединениях проявляет степени окисления ?1, 0, +1, +3, +5 и +7 (валентности I, III, V и VII).
Иод при обычных условиях – твёрдое вещество, чёрно-серые или тёмно-фиолетовые кристаллы со слабым металлическим блеском и специфическим запахом [3].
Пары имеют характерный фиолетовый цвет, так же, как и растворы в неполярных органических растворителях. Слабо растворяется в воде (0,28 г/л), лучше растворяется в водных растворах иодидов щелочных металлов с образованием трииодидов (например трииодида калия КI3). Он плохо растворяется в воде и образует желтый раствор. Однако он хорошо растворяется в хлороформе (СHСl?), тетрахлорметане (ССl?) и сероуглероде (СS2), в результате чего образуются растворы фиолетового цвета [5].
При нагревании при атмосферном давлении иод сублимирует (возгоняется), превращаясь в пары фиолетового цвета; при охлаждении при атмосферном давлении пары иода кристаллизуются, минуя жидкое состояние. Этим пользуются на практике для очистки иода от нелетучих примесей. Жидкий иод можно получить, нагревая его под давлением.
Это четвертый элемент в семнадцатой группе периодической таблицы Менделеева. Располагается сразу после брома. Элементы 17-й группы называются галогенами. Иод является наименее распространенным и наименее электроотрицательным из стабильных галогенов. Химически иод достаточно активен, хотя и в меньшей степени, чем хлор и бром. В больших количествах он является ядовитым. Он вызывает язвы на коже, а пары вызывают сильное раздражение глаз. Несмотря на то, что он не такой реактивный как предыдущие элементы в его группе (а именно фтор, хлор и бром), он все же образует соединения со многими другими элементами и считается коррозийным. Несмотря на то, что он проявляет некоторые металлические свойства (имеет характерный блестящий вид), он все же классифицируется как неметалл. Как и многие другие неметаллы, он является изолятором, поэтому достаточно плохо проводит тепло и электричество. Несмотря на то, что он является наименее активным галогеном, он по–прежнему остается одним из наиболее реактивных элементов, образуя множество соединений [7].
Наиболее богатая иодом еда – это морепродукты: рыба (треска и палтус) и рыбий жир, ракообразные и моллюски, морская капуста. Далее следуют молочные продукты и куриные яйца, фейхоа и хурма, сладкий перец, кожура и ядра грецких орехов, речная рыба.
Довольно известной качественной реакцией на иод является его взаимодействие с крахмалом, при котором наблюдается синее окрашивание в результате образования соединения включения. Эту реакцию открыли в 1814 году Жан-Жак Колен и Анри-Франсуа Готье де Клобри [6].

Весь текст будет доступен после покупки

1 Ковальский , В. В . Иод (раздел : в организме ) / В. В . Ковальский. – Большая советская энциклопедия . – М.: 3-е изд, 1972. – 367 с .
2 Пешкова, В . М. Микроэлементы / В. М . Пешкова, М . И. Громова . – Биологический энциклопедический словарь. – М .: Советская энциклопедия , 1986. – 362 с.
3 Тутурин , Н. Н . Экстрагирование, экстракция / Н. Н . Тутурин. – Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона . – СПб.: 3-е изд, 1890. – 512 с .
4 Пономарева, П . А. Определение физико-химических параметров экстракции иода органическим растворителем из водных растворов с различной минерализацией / П . А. Пономарева , Э. В . Строева, Ю . В. Гаврюшенко – Оренбург: Материалы III международной конференции по теоретической и экспериментальной химии . – 2006. – 223 с.
5 , ., Уаmаdа ., ., Sакurаi ., ., Ishidа . // . . Inоrg. . – 2005. – . 10. – . 831-841.
6 Нисельсон, Л . А. Межфазовые коэфициенты распределения / Л. А . Нисельсон, А . Г. Ярошевский . – М. : Наука , 1992. – 399 с.
7 Золотов , Ю. А . Концентрирование микроэлементов / Ю. А . Золотов, Н . М. Кузьмин . – М.: Химия , 1982. – 284 с.
8 Вишнякова , К. Ю . Применение метода изомолярных серий при изучении экстракции иода из водных растворов композицией ТБФ-изооктан / К. Ю . Вишнякова, П . А. Пономарева / Материалы III Международной конференции по теоретической и экспериментальной химии. – 2006. – 178 с .
9 Коренман, И . М. Экстракция в анализе органических веществ / И.М . Коренман. – М .: Химия, 1977. – 200 с .
10 Бабко, А . К. Металл -индикаторный метод изучения комплексов в растворе / А. К . Бабко – М .: Химия, 1995. – 120 с .
11 Булатов, М .И. Практическое руководство по фотометрическим методам анализа / М . И. Булатов , И. П . Калинкин – СПб .: «Химия», 1986. – 432 с .

Весь текст будет доступен после покупки