Экстракционное вымораживание и парофазная экстракция - новые методы извлечения гидрофильных органических веществ из водных сред

• Автор: Бехтерев, Виктор Николаевич
• Шифр специальности: 02.00.02
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 271 с. : ил.

1 Обзор литературы

1.1 Распределение в системе жидкость твердая фаза

1.1.1 Адсорбция органических веществ из водных сред

1.1.2 Метод кристаллизационного концентрирования

1.1.3 Низкотемпературная направленная крислаллизация

1.2 Распределение в системе жидкость жидкость

1.3 Распределение в системе жидкость газ

1.3.1 Дистилляция и ректификация

Заключение

2 Метод экстракционного вымораживания

2.1 Закономерности экстракционного вымораживания

2.2 Теоретические представления о распределении аналита в процессе экстракционного вымораживания
2.3 Криоэкстрактор для экстракционного вымораживания
Заключение
о Парофазная экстракция
3.1 Метод парофазной экстракции. Основы
3.2 Технология парофазной экстракции органических веществ из многокомпонентных водосодержащих сред в статическом и динамическом режимах
3.3 Теоретические представления о распределении аналита в процессе парофазной экстракции
3.4 Экспериментальные исследования парофазной экстракции на модельных и реальных объектах
3.5 Закономерности парофазной экстракции органических
веществ из водных растворов
Заключение
4 Определение водорастворимых веществ с использованием методов ЭВ и Г1ФЭ
4.1 Парофазная экстракция в изучении природного органического вещества сульфидных минеральных вод
4.2 Применение экстракционного вымораживания в фармакологических и токсикохимических исследованиях
4.2.1 Определение 1,4беизодиазепинов в моче
4.2.2 Определение кофеина в сыворотке крови
4.3 Использование экстракционного вымораживания в контроле качества пищевых продуктов
4.4. Определение одноосновных карбоновых кислот Сг Сб в природных водах методом парофазной экстракции в сочетании с экстракционным вымораживанием
Заключение
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
Список литературы
Приложения
Введение


Особенностью кристаллизационного концентрирования водных растворов является тот факт, что примеси самой разной природы в одинаковых условиях вымораживания имеют близкие характеристические коэффициенты распределения . Исследованиями на примере мкрезола былопоказано,, что эффективность вымораживания не зависела, даже от
раствора . Неорганические примеси, катионы, щелочных, щелочноземельных, тяжелых металлов их комплексы и анионы, органические вещества и даже частицы гетерофазных систем . Факторами, оказывающими. Повышение уровня содержания солей сопровождается ростом степени концентрирования органических веществ в жидкую фазу , , как считают авторы работы , за счет высаливающего эффекта. При теоретическом описании процесса частичного замораживания кристаллизации водного раствора, учитывая определенную аналогию по физическому смыслу с. А именно считают, что . Стн Сж . Ств концентрация микрокомпонента в кристаллической фазе на границе с раствором расплавом Сж его средняя концентрация в растворе расплаве. У осуществление кристаллизации в условиях равновесия. С0 исходная концентрация микрокомпонента в растворе расплаве перед началом кристаллизации масса образовавшейся кристаллической фазы льда 0x начальная масса раствора расплава. Анализ уравнения 1. Сж со. Установлено, что в реальных условиях используемый в теории ННК коэффициент распределения к не остается постоянным в процессе кристаллизации, и тем более при 0 I . Сж С х 1 Отв Оо. На практике величину параметра к приходится экспериментально определять для рабочего диапазона значений О ,ж и С0 в условиях модельного эксперимента , . Для большинства изученных неорганических, органических веществ и даже коллоидных частиц он находится в диапазоне ог 0, до 0, . Исследованиями , установлено, что начальная концентрация не оказывает влияния на эффективность кристаллизационного концентрирования. Вместе с тем, в работе продемонстрировано, что вымораживание эффективно лишь для разбавленных растворов органических соединений, поскольку при направленной кристаллизации концентрированных растворов происходит захват вещества, о чем свидетельствует мутный, непрозрачный лед. К параметрам, влияющим на степень извлечения органических соединений вымораживанием, автор работы относит также величину конечного объема концентрата, т. С0Ж в, который в условиях эксперимента не мог быть менее мл независимо от величины начального объема, варьируемого от 0 до 0 мл. Он объясняет это механическими факторами, то есть ухудшением перемешивания раствора. Вариант концентрирования целевых органических веществ, сочетающий экстракцию с вымораживанием, был предложен в работе . С соотношение исходный образец нбутан 3 1. При постоянном, перемешивании охлаждение проводили до тех пор, пока вся вода не перешла в твердое состояние. Во время этого процесса органические компоненты пробы переходили в жидкую фазу нбутана. Было установлено, что избыток экстрагента извлекал из закристаллизовавшейся воды вещества даже гидрофильногохарактера. Затем жидкую фазу, содержащую нбутан и органические вещества, отделяли, и нбутан испаряли при О С. В качестве экстрагента можно применять не только нбутан, имеющий температуру кипения 0,5 С , который пригоден для экстракции многих легколетучих компонентов, но и другие низкокипящие экстрагенты, например, изобутан ТК1,П ,7 С . Ткии. С . Как сообщается автором, работы лучшим должен быть тот экстрагент, который, наряду с удовлетворительной степенью обогащения, обладает, вопервых, низкой температурой кипения, а вовторых, малым эффектом буксировки, т. Сложное аппаратурное оформление и выявленные эффекты буксировки не позволили внедрить этот метод в аналитическую практику. Не было предложено и адекватной теоретической модели. В некотором роде разновидностью метода вымораживания являются способы зонного замораживания 0, зонной плавки , 1. Как и в случае направленной кристаллизации, концентрируемое вещество находится в жидкой частиобразца. При зонном замораживании оттеснение примеси, т. Зона затвердевания создается охлаждающим элементом, через который циркулирует хладоагент. Позади движущейся зоны пода вновь оказывается в жидком состоянии.