Химические и фазовые равновесия в системах, образованных 18-краун-6, водой, хлоридом натрия и 1(2)-бутанолом

• Автор: Игумнов, Сергей Николаевич
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 128 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
СОДЕРЖАНИЕ.

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР.

1.1. Комплексообразование ионов щелочных металлов краунэфиром 1,4,7,.,гсксаоксациклооктадеканом крауиб или 8С6
1.2. Фазовые равновесия и термодинамические свойства фаз в системах, образованных хлоридом натрия, краун6, 1 2бутанолом и водой.

1.2.1. Система краун6вода.

1.2.2. Системы крауНб 1бутанолн краун6 2бутанол

1.2.3. Системы вода 1бутанол и вода 2бутанол.

1.2.4. Система вода хлорид натрия

1.2.5. Системы вода хлорид натрия 1бутанол и вода хлорид натрия 2бутанол
1.3. Термодинамические модели растворов
Глава 2. ОБЗОР ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ МЕТОДОВ ИССЛЕДОВАНИЯ, ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ПРИ ВЫПОЛНЕНИИ РАБОТЫ
. 2.1. Метод электродвижущих сил
2.2. Метод рентгеноструктурного анализа
2.3. Метод дифференциальной сканирующей калориметрии.
. 2.3.1. Коррекция по температуре.
2.3.2. Коррекция по тепловому потоку.
2.3.3. Коррекция относительно асимметрии измерительных ячеек.
2.4. Исследование расслаивания растворов.
Глава 3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОНСТАНТ КОМПЛЕКСООБРАЗОВАИИЯ СОЛЕЙ НАТРИЯ ПОЛИЭФИРОМ КРАУИ6.
3.1. Реактивы п приборы
3.2. Методика измерений
3.3. Обсуждение результатов
Глава 4. ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ФАЗ И ФАЗОВЫЕ РАВНОВЕСИЯ В СИСТЕМАХ, ОБРАЗОВАННЫХ ВОДОЙ, КРАУН6, ХЛОРИДОМ НАТРИЯ И 12
БУТАНОЛОМ.
41. Системы вода 1бугаиол и вода 2бутанол.
4.2. Система вода хлорид натрия
4.3. Системы краун6 1бутанол и краун6 2бутанол
4.4. Система 1 Якраунб вода
4.4.1. Синтез кристаллогидратов
4.4.2. Анализ соединении.
4.4.3. Расчет фрагмента фазовой диаграммы системы краун6 вода в области существования тстра и гсксагидрагов.
, 4.4.4. Оценка термодинамических свойств фисталлогдратов краун6.
4.4.5. Расчет фазовой диаграммы системы крауиб вода во всей области составов
4.5. Системы 1бутанол вода хлорид натрия и 2бутанол вода хлорид натрия
4.5.1. Посгроснис изотермических сечений фазовой диаграммы системы 2бутанол вода хлорид натрия.
4.5.1.1. Методика эксперимента.
4.5.1.2. Результаты эксперимента
4.5.2. Определение срсдисиоиных коэффициентов активности хлорида натрия
. 4.5.2.1. Приготовление образцов.
4.5.2.2. Методика измерений ЭДС электрохимической ячейки
.
4.5.2.3. Расчет параметров взаимодействия сольспирт.
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ.
ВЫВОда.
СПИСОК ЦИТИРОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


Для таких систем характерны небольшие вязкость и межфазное натяжение и, как следствие, разумная длительность процессов экстракции с возможностью осуществления их в мягких условиях. Для увеличения выхода продуктов обычно варьируют природу экстрагента, ионную силу, температуру и объемы водноорганических фаз. Одним из способов повышения эффективности экстракции является связывание интересующих веществ в комплексы с последующим переводом их в другую фазу. Присутствие комплсксообр. Для решения этой задачи можно использовать несколько подходов. Первый, наиболее корректный и сложный построение термодинамической модели реального расслаивающегося многокомпонентного раствора, в котором протекание химических реакций учитывается в виде дополнительных условий материального баланса, налагаемых на количества составляющих в системе. Минимизируя энергию Гиббса такого раствора, можно решить задачу нахождения количества равновесных фаз и их состава, построить поверхности фазового и химического равновесия в многокомпонентной системе. Второй проведение расчетов с использованием констант равновесия и коэффициентов активности участников реакций. При этом формально уменьшается размерность задачи, но и теряется часть полезной информации. Тем не менее, при решении технологических задач такой подход используется повсеместно, так как часто требуется оценить не только конечное состояние системы, но и как изменение условий например, увеличение содержания одного из компонентов смеси или введение дополнительного отразится на смещении равновесия в интересующем направлении. Не редко такие задачи решаются в приближении идеальных растворов, либо растворов с фиксированными значениями коэффициентов активности составляющих веществ. Получение информации о температурноконцентрационных зависимостях коэффициентов активности в широком интервале изменения термодинамических переменных позволяет повысить прогнозирующую способность таких оценок. Вне зависимости от того, какой из подходов используется, для их реализации необходимо располагать некоторым объемом экспериментальной информации о термодинамических свойствах фаз изучаемых систем и условиях фазовых равновесий. Объектами исследовании настоящей работы служили системы, образованные краунб СНО6 или С6, водой, хлоридом натрия и одним из изомерных бутиловых спиртов 1бутаиол и 2бутанол. Исследования проводились в рамках сотрудничества с компанией УРАЛХИМ. Среди большого многообразия комплексообразователей выбор краунэфира С6 был продиктован его способностью селективно образовывать прочные комплексы с ионами щелочных и щелочноземельных металлов. Известно, что при добавлении краунэфиров к водноорганическим смесям область взаимной растворимости компонентов увеличивается, в то время как,при добавлении соли наблюдается противоположный эффект т. С точки зрения переноса образуемых С6 комплексов в органическую фазу интерес представляют экстрагенты с достаточно широкой областью расслаивания раствора. Поэтому в качестве5 органического растворителя выступали предельные алифатические спирты сж. ЭМБО, димстилформамил ЭМ Г, ацетон и т. Выбор хлорида натрия был обусловлен тем, что он часто сопутствует хлориду калия и способен конкурировать с ним при образовании комплексов с С6. Цель работы заключалась в получении недостающих экспериментальных данных о термодинамических свойствах фаз и равновесиях с последующим построением термодинамических моделей реальных растворов, образованных СНО,,, 12С4НН, ЫаС1 п НгО. Результаты исследований могут быть использованы в дальнейшем для оптимизации условий проведения экстракционных процессов с участием этих веществ. При выполнении экспериментальной части работы были использованы методы электродвижущих сил ЭДС с ионсслективными электродами на натрий и хлор, дифференциальной сканирующей калориметрии ДСК и рентгеноструктурного анализа РСА. Для вспомогательных расчетов в среде Ма1ЬаЬ написаны оригинальные программы. Фазовые диаграммы трехкомпонентных систем рассчитаны с помощью метода выпуклых оболочек 1, реализованного в модифицированной версии программы ТегпАР 2. I при температуре 8.