Закономерности расслаивания и распределение ионов металлов в системах вода – оксиэтилированный нонилфенол – высаливатель : диссертация на соискание ученой степени кандидата химических наук : 02.00.04

📅 2021 год
Станкова, А. В.
Бесплатно
В избранное
Работа доступна по лицензии Creative Commons:«Attribution» 4.0

ВВЕДЕНИЕ………………………………………………..…………………………5
ГЛАВА 1 ФАЗОВЫЕ РАВНОВЕСИЯ И ЭКСТРАКЦИЯ ИОНОВ МЕТАЛЛОВ
В СИСТЕМАХ ВОДА – ВОДОРАСТВОРИМЫЙ ПОЛИМЕР (ОКСИЭТИЛИ-
РОВАННОЕ ПАВ) – НЕОРГАНИЧЕСКАЯ СОЛЬ (ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ)….12
1.1 Высаливание водорастворимых полимеров и оксиэтилированных ПАВ
неорганическими солями в изотермических условиях…………………………13
1.2 Высаливание водорастворимых полимеров и оксиэтилированных ПАВ
неорганическими солями в политермических условиях………………………19
1.3 Экстракция ионов металлов в системахвода – водорастворимый полимер
(оксиэтилированное ПАВ) – высаливатель……………………………………23
1.3.1 Экстракция ионов металлов в присутствии анионов-
комплексообразователей……………………………………………………..23
1.3.2 Экстракция в присутствии органических реагентов…………………28
1.4 Системный подход к разработке экстракционных систем на основе по-
верхностно-активных веществ и водорастворимых полимеров………………32
ГЛАВА 2 ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ………………………….37
2.1 Характеристика используемых веществ и растворов…………………….37
2.2 Оборудование……………………………………………………………….39
2.3 Методы исследований фазовых равновесий………………………………39
2.3.1 Оценка высаливающей способности неорганических солей при ком-
натной температуре……………………………………………….……………40
2.3.2 Изотермический метод сечений……………………………………….40
2.3.3 Визуально-политермический метод…………………………………..41
2.3.4 Топологическая трансформация фазовых диаграмм систем
вода– оксиэтилированное ПАВ – неорганическая соль с изменениемтемпе-
ратуры……………………………………………………..………..………….42
2.4 Осуществление экстракции………………………………………………….43
2.4.1 Исследование влияния неорганических кислот и оснований на фазо-
вое состояние системы……………………………………………………..…43
2.4.2 Исследование распределения ионов металлов………………………..44
2.4.3 Спектрофотометрические исследования………………………………45
ГЛАВА 3 ЗАКОНОМЕРНОСТИ ВЫСАЛИВАНИЯ НЕИОННЫХОКСИЭТИ-
ЛИРОВАННЫХ ПАВ НЕОРГАНИЧЕСКИМИ СОЛЯМИ………………………46
3.1 Методология оценки высаливающей способности неорганических солей в
отношении оксиэтилированных ПАВ…………………………………………..46
3.2 Высаливающая способность неорганических солей в отношении неион-
ных оксиэтилированных ПАВ в политермических условиях…………………49
3.2.1 Качественная оценка высаливающей способности………………….49
3.2.2 Количественная оценка высаливающей способности……………….55
3.3 Высаливающая способность неорганических солей в отношении неион-
ных оксиэтилированных ПАВ в изотермических условиях………………….62
3.4 Влияние строения неионногооксиэтилированного ПАВ на способность к
высаливанию……………………………………………………………………..68
3.5 Обсуждение результатов……………………………………………………71
ГЛАВА 4 ФАЗОВЫЕ ДИАГРАММЫ СИСТЕМ ВОДА – ОКСИЭТИЛИРО-
ВАННОЕ ПАВ – НЕОРГАНИЧЕСКАЯ СОЛЬ, ОБЛАДАЮЩАЯ ТОЛЬКО
ВЫСАЛИВАЮЩИМ ДЕЙСТВИЕМ…………………………………………..…73
4.1 Топологическая трансформация фазовых диаграмм систем вода – окси-
этилированное ПАВ – неорганическая соль, обладающая только высаливаю-
щим действием с изменением температуры…………………..………..…..….73
4.2 Фазовые равновесия в системе вода – неонол АФ 9-12 – NaCl……..…..76
4.3 Фазовые равновесия в системе вода – неонол АФ 9-25 – NaCl…………81
4.4 Фазовые равновесия в системе вода – неонол АФ 9-12 – MgCl2…………84
4.5 Фазовые равновесия в системе вода – неонол АФ 9-25 – MgCl2…………89
4.6 Фазовые равновесия в системах вода – неонол – (NH4)2SO4……………..90
4.7 Фазовые равновесия всистемах вода – неонол – Na2SO4………………….94
4.8 Обсуждение результатов………………………………………………..…..96
ГЛАВА 5 ЭКСТРАКЦИЯ ИОНОВ МЕТАЛЛОВ В СИСТЕМАХВОДА – ОК-
СИЭТИЛИРОВАННЫЙ НОНИЛФЕНОЛ – ВЫСАЛИВАТЕЛЬ………………..98
5.1 Оптимизациятемпературно-концентрационных параметров экстрак-
ции…………………………………………………………………………………98
5.2 Экстракция ионов металлов в системах вода – оксиэтилированный но-
нилфенол – высаливатель в присутствии анионов-комплексо-
образователей……………………………………………………………………101
5.2.1 Экстракция галогенидных и тиоцианатных ацидокомплексов метал-
лов в системе вода – неонол АФ-9-12 – (NH4)2SO4 при 25°С…………….101
5.2.2 Экстракция хлоридных ацидокомплексов металлов в системах
вода – неонол АФ-9-12 – высаливатель……………………………………105
5.2.3 Закономерности извлечения железа (III) в системах на основе окси-
этилированных нонилфенолов………………………………………………107
5.3 Экстракция ионов металлов в системах вода – оксиэтилированный но-
нилфенол – высаливатель в присутствии органических комплексообразую-
щих реагентов…………………………………………………..………………109
5.3.1 Распределение органических комплексообразующих реагентов в си-
стеме вода – неонол АФ-9-12 – NaCl при 60°С…………………………..110
5.3.2 Концентрирование и определение катионов металлов в системе вода
– неонол АФ-9-12 – NaCl при 60°С в присутствии сульфарсазена………111
5.4 Обсуждение результатов………………………………………………….122
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ………………………………………124
ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ………………127
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ…………………………………………………………128
Приложение А. Экспериментальные данные по фазовым равновесиям в систе-
мах вода – оксиэтилированный нонилфенол – неорганическая соль…….……157

Актуальность работы
Жидкостная экстракция является широко используемым методом разде-
ления и концентрирования в аналитической химии вследствие экспрессности,
высокой эффективности, возможности сочетания с различными физико-
химическими и химическими методами определения аналитов различной при-
роды [1]. Однако, традиционная экстракция, реализуемая в системах вода – не-
смешивающийся с водой органический растворитель, имеет ряд недостатков,
связанных как с пожаро-, взрывоопасностью и высокой токсичностью боль-
шинства используемых органических растворителей, так и невозможностью
концентрирования гидрофильных и диссоциирующих соединений.Основное
решение возникающих проблем – замена органических растворителей «зеле-
ными растворителями» (greensolvents), которые, помимо минимального отрица-
тельного влияния на окружающую среду и здоровье человека, позволяют зна-
чительно расширить возможности метода жидкостной экстракции[1]. В каче-
стве экстрагентов используются водорастворимые полимерыи поверхностно-
активные вещества [2], ионные жидкости [3], глубоко эвтектические раствори-
тели [4] и сверхкритические флюиды [5].
Широкое распространение в экстракции получилиповерхностно-
активные вещества. Экстракты, образующиеся в системах с ПАВ, содержат
значительную концентрацию воды, что позволяет применять подобные систе-
мы для концентрирования биологически активных веществ и лекарственных
средств [6], а возможность осуществления экстракции при температурах близ-
ких комнатной с использованием низкой концентрации высаливателя позволяе-
тизвлекать продукты биосинтеза без вреда для продуцирующих микроорганиз-
мов [7]. Кроме того, наличие функциональных групп в ионных ПАВ позволяет
повысить эффективность и селективность экстракции ионов металлов за счет
комплексообразования, а также существенно снизить стоимость экстракции,
вследствие отсутствия необходимости использования дорогостоящих экстрак-
ционных реагентов. Экстракция в системах на основе ПАВ активно использу-
ется как метод пробоподготовки в анализе различных объектов [8, 9], а также
для концентрирования и определения наночастиц [10] и продуктов биосинтеза
[7]. В связи с этим, исследования, посвященные разработке новых экстракци-
онных систем на основе ПАВи методов экстракции различных по природе ве-
ществ, в том числе ионов металлов, являются актуальными.
Степень разработанности темы
Задача выбора высаливателя и оптимальных температурно-
концентрационных параметров процесса является наиболее сложной при разра-
ботке экстракционных систем и может решаться с применением физико-
химического анализа. В работах А.Е. Леснова, О.С. Кудряшовой, А.М. Елохова
и соавторов предложен системный подход к разработке экстракционных систем
на основе технических ПАВ, исследованы фазовые равновесия и экстракцион-
ная способность более 30 систем вода – ПАВ – неорганическая соль в изотер-
мических и политермических условиях [11–15]. Особенностью проводимых ис-
следований является использование топологического подхода к изучению фа-
зовых равновесий разработанного Н.С. Курнаковым, визуально-
политермического метода, изотермического метода сечений Р.В. Мерцлина и
метода топологической трансформации фазовых диаграмм предложенного В.М.
Валяшкои развитого в работах Саратовской школы физико-химического анали-
за.
Настоящая работа расширяет предложенный ранее системный подход и
посвящена определению возможности использования технических неионных
ПАВ оксиэтилированных нонилфенолов (торговая марка неонол) для концен-
трирования ионов металлов и является обобщением результатов исследований,
выполненных автором в лаборатории органических комплексообразующих реа-
гентов «Института технической химии Уральского отделения Российской ака-
демии наук» филиала федерального государственного бюджетного учреждения
науки Пермского федерального исследовательского центра Уральского отделе-

Заказать новую

Лучшие эксперты сервиса ждут твоего задания

от 5 000 ₽

Не подошла эта работа?
Закажи новую работу, сделанную по твоим требованиям

    Нажимая на кнопку, я соглашаюсь на обработку персональных данных и с правилами пользования Платформой

    Помогаем с подготовкой сопроводительных документов

    Совместно разработаем индивидуальный план и выберем тему работы Подробнее
    Помощь в подготовке к кандидатскому экзамену и допуске к нему Подробнее
    Поможем в написании научных статей для публикации в журналах ВАК Подробнее
    Структурируем работу и напишем автореферат Подробнее

    Хочешь уникальную работу?

    Больше 3 000 экспертов уже готовы начать работу над твоим проектом!

    Юлия К. ЮУрГУ (НИУ), г. Челябинск 2017, Институт естественных и т...
    5 (49 отзывов)
    Образование: ЮУрГУ (НИУ), Лингвистический центр, 2016 г. - диплом переводчика с английского языка (дополнительное образование); ЮУрГУ (НИУ), г. Челябинск, 2017 г. - ин... Читать все
    Образование: ЮУрГУ (НИУ), Лингвистический центр, 2016 г. - диплом переводчика с английского языка (дополнительное образование); ЮУрГУ (НИУ), г. Челябинск, 2017 г. - институт естественных и точных наук, защита диплома бакалавра по направлению элементоорганической химии; СПХФУ (СПХФА), 2020 г. - кафедра химической технологии, регулирование обращения лекарственных средств на фармацевтическом рынке, защита магистерской диссертации. При выполнении заказов на связи, отвечаю на все вопросы. Индивидуальный подход к каждому. Напишите - и мы договоримся!
    #Кандидатские #Магистерские
    55 Выполненных работ
    Катерина М. кандидат наук, доцент
    4.9 (522 отзыва)
    Кандидат технических наук. Специализируюсь на выполнении работ по метрологии и стандартизации
    Кандидат технических наук. Специализируюсь на выполнении работ по метрологии и стандартизации
    #Кандидатские #Магистерские
    836 Выполненных работ
    Сергей Е. МГУ 2012, физический, выпускник, кандидат наук
    4.9 (5 отзывов)
    Имеется большой опыт написания творческих работ на различных порталах от эссе до кандидатских диссертаций, решения задач и выполнения лабораторных работ по любым напра... Читать все
    Имеется большой опыт написания творческих работ на различных порталах от эссе до кандидатских диссертаций, решения задач и выполнения лабораторных работ по любым направлениям физики, математики, химии и других естественных наук.
    #Кандидатские #Магистерские
    5 Выполненных работ
    Анна С. СФ ПГУ им. М.В. Ломоносова 2004, филологический, преподав...
    4.8 (9 отзывов)
    Преподаю англ язык более 10 лет, есть опыт работы в университете, школе и студии англ языка. Защитила кандидатскую диссертацию в 2009 году. Имею большой опыт написания... Читать все
    Преподаю англ язык более 10 лет, есть опыт работы в университете, школе и студии англ языка. Защитила кандидатскую диссертацию в 2009 году. Имею большой опыт написания и проверки (в качестве преподавателя) контрольных и курсовых работ.
    #Кандидатские #Магистерские
    16 Выполненных работ
    Алёна В. ВГПУ 2013, исторический, преподаватель
    4.2 (5 отзывов)
    Пишу дипломы, курсовые, диссертации по праву, а также истории и педагогике. Закончила исторический факультет ВГПУ. Имею высшее историческое и дополнительное юридическо... Читать все
    Пишу дипломы, курсовые, диссертации по праву, а также истории и педагогике. Закончила исторический факультет ВГПУ. Имею высшее историческое и дополнительное юридическое образование. В данный момент работаю преподавателем.
    #Кандидатские #Магистерские
    25 Выполненных работ
    Антон П. преподаватель, доцент
    4.8 (1033 отзыва)
    Занимаюсь написанием студенческих работ (дипломные работы, маг. диссертации). Участник международных конференций (экономика/менеджмент/юриспруденция). Постоянно публик... Читать все
    Занимаюсь написанием студенческих работ (дипломные работы, маг. диссертации). Участник международных конференций (экономика/менеджмент/юриспруденция). Постоянно публикуюсь, имею высокий индекс цитирования. Спикер.
    #Кандидатские #Магистерские
    1386 Выполненных работ
    Дмитрий К. преподаватель, кандидат наук
    5 (1241 отзыв)
    Окончил КазГУ с красным дипломом в 1985 г., после окончания работал в Институте Ядерной Физики, защитил кандидатскую диссертацию в 1991 г. Работы для студентов выполня... Читать все
    Окончил КазГУ с красным дипломом в 1985 г., после окончания работал в Институте Ядерной Физики, защитил кандидатскую диссертацию в 1991 г. Работы для студентов выполняю уже 30 лет.
    #Кандидатские #Магистерские
    2271 Выполненная работа
    Ксения М. Курганский Государственный Университет 2009, Юридический...
    4.8 (105 отзывов)
    Работаю только по книгам, учебникам, статьям и диссертациям. Никогда не использую технические способы поднятия оригинальности. Только авторские работы. Стараюсь учитыв... Читать все
    Работаю только по книгам, учебникам, статьям и диссертациям. Никогда не использую технические способы поднятия оригинальности. Только авторские работы. Стараюсь учитывать все требования и пожелания.
    #Кандидатские #Магистерские
    213 Выполненных работ
    Егор В. кандидат наук, доцент
    5 (428 отзывов)
    Здравствуйте. Занимаюсь выполнением работ более 14 лет. Очень большой опыт. Более 400 успешно защищенных дипломов и диссертаций. Берусь только со 100% уверенностью. Ск... Читать все
    Здравствуйте. Занимаюсь выполнением работ более 14 лет. Очень большой опыт. Более 400 успешно защищенных дипломов и диссертаций. Берусь только со 100% уверенностью. Скорее всего Ваш заказ будет выполнен раньше срока.
    #Кандидатские #Магистерские
    694 Выполненных работы

    Другие учебные работы по предмету

    Моделирование деградации кермета Ni-Zr0.82Y0.18O0.91 и композитного эффекта в ионной проводимости композитов La2Mo2O9-La2Mo3O12
    📅 2022год
    🏢 ФГБУН Институт высокотемпературной электрохимии Уральского отделения Российской академии наук
    Электрохимически активные мономеры и полимеры с пендантными группами на основе соединений 9Н-тиоксантен-9-онового ряда
    📅 2022год
    🏢 ФГБУН Институт неорганической химии им. А.В. Николаева Сибирского отделения Российской академии наук
    Кинетика и механизм радикальных реакций гидрофильных тиолов
    📅 2021год
    🏢 ФГБУН Институт биохимической физики им. Н.М. Эмануэля Российской академии наук
    Исследование влияния сопряжения p-электронов в углеродных нанотрубках на их эмиссионные свойства
    📅 2021год
    🏢 ФГАОУ ВО «Национальный исследовательский Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского»
    Хемилюминесценция в реакции ароматических нитрозосоединений с трифенилфосфином
    📅 2021год
    🏢 ФГБНУ Уфимский федеральный исследовательский центр Российской академии наук
    Термодинамические свойства сополимеров на основе хитозана
    📅 2021год
    🏢 ФГАОУ ВО «Национальный исследовательский Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского»