Аналитическая химия промышленных сточных вод - Лурье Ю.Ю.
Скачать (прямая ссылка):
Некоторым приближенным указанием может служить следующее общее положение: можно ожидать лучшего растворения (значит, и экстракции) в тех случаях, когда растворяемое (экстрагируемое) вещество химически сходно с растворителем (экстрагентом).
3.1.5. Сорбция
Сорбционные методы выделения примесей из вод основаны на распределении их между жидкой и твердой фазами. Для достаточно полного извлечения сорбент (твердая фаза) должен обязательно иметь развитую поверхность и поры определенного размера. В качестве нейтрального сорбента широко используют активный уголь. Однако сочетание в нем развитой поверхности с наличием небольших количеств каталитически активных металлов приводит к протеканию в ходе сорбции и после нее различных каталитических процессов, в результате которых компонентный состав исследуемой смеси может меняться. Поэтому для сорбционного концентрирования в аналитических целях предпочитают применять макросетчатые пористые синтетические сорбенты, синтезируемые на основе стирола и дивинилбензола, иногда с добавкой других мономеров.
Макросетчатые пористые синтетические сорбенты незначительно набухают в органических растворителях, обладают высокой механической прочностью, химически устойчивы, имеют регулируемую структуру, и ПрИ проведении полимеризации мономеров с различными полярными группами можно придать им различную по химическому действию поверхность. В аналитической практике применяют сорбенты неполярные (амберлпты XAD-1, XAD-2 и XAD-4), средней полярности (содержащие нейтральные фосфорильные амберлиты XAD-7 и XAD-8) и высокополярпые (содержащие амид-ные группы и нитрозогруппы амберлиты XAD-Il и XAD-12 соответственно).
по ^аи^0ЛЬШее распространение получили неполярные сорбенты, ные пРнменении которых осуществляются в основном дисперсион-ниж Взаимоденствия, причем энергия связи веществ в этом случае OCVu ЭнеРгии связи с поверхностью активного угля, поэтому легче УЩествляется десорбция извлеченных веществ.
2 Ю- Ю.Лурье 33
Таблица 4. Эффективность кониентрирования органических компонентов вод на сорбенте Амберлит XAD-2 (по литературным данным)
Степень Степень
Соединение извлечения, % Соединение извлечения, %
Спирты Фенолы
Гексиловый 2-Этилгексиловый Дециловый Бензиловый Цнннамиловый Альдегиды и кетоны 93 99 91 91 85 2-Метилфенол 3,5-Ксиленол 2-Хлорфенол 4-Хлорфенол 2,4,6-Трихлорфенол 73 79 96 95 99
Ацетофенон 92 Азотсодержащие соедине-
Бензофенон 93 ния
2-Ундеканон Бензальдегид Салициловый Кислоты Октановая 88 100 100 100 Нитробензол 2-Нитротолуол N-Метиланилин Бензотиазол 91 80 84 100
Декановая 90 Галогенсодержащие соеди-
Пальмитиновая 100 нения
Олеиновая 100 Хлорбензол 95
Эфиры 1,2-Дихлорбензол 88
Бензилацетат 100 Иодбензол 81
Диметоксиэтилфталат 94 1,3-Дихлорбензол 93
Диметилфталат 91 1,2,4,5-Тетрахлорбензол 74
Днэтилфталат 92 З-Хлортолуол 80
Дибутилфталат 99 2,4-Дихлортолуол 71
Механизмы сорбционных и экстракционных процессов, видимо, сходны, но в первых акт распределения повторяется многократно, и поэтому эффективность выделения много выше. Даже на непо-лярных сорбентах достаточно полное выделение наблюдается у большинства классов органических веществ (табл.4).
Отечественная промышленность выпускает синтетические смолы Полисорб 42/100, являющиеся аналогами амберлита XAD-2. При* менение в целях концентрирования тех пористых стирол-дивинил-бензольных сополимеров-носителей, которые используют в газо-< жидкостной хроматографии, дает худшие результаты, по-видимому, вследствие их менее упорядоченной структуры и наличия пор существенно разных размеров.
Методика концентрирования примесей сорбцией на синтетических сорбентах состоит из этапов подготовки смолы, сорбции, десорбции и подготовки элюата к дальнейшей работе*.
Очистка смолы. Продажные сорбенты содержат заметные количества примесей, в том числе исходных мономеров, инициаторов полимеризации, побочных продуктов процесса полимеризации и т. п,
* Применяющиеся в качестве сорбентов активный оксид алюминия, сили-кагель, флоризил (искусственный силикат магния) служат главным образом не для концентрирования, а для разделения веществ, поэтому здесь они не рассматриваются. По этой же причине мы не разбираем применения ионитов.
34
Этими примесями могут быть этилбензол, бензойная кислота, нафталин, стирол, метилстирол и др. Кроме того, процесс сорбции протекает в тонком слое, образующемся на поверхности сорбента, и этот слой должен сформироваться в ходе вполне определенных операций, последовательность которых не должна нарушаться. Эти обстоятельства делают стадию подготовки смолы весьма важной для всякого процесса сорбционпого концентрирования.
Подготовка смолы заключается в многочасовой обработке (не менее 8 часов каждым растворителем) смолы в аппарате Сокслета, тщательно очищенным растворителем. Чаще всего для этой цели используют системы: метанол — ацетон — вода или метанол — аце-тонитрил—диэтиловый эфир. Последний вариант предпочтительнее, поскольку имеются указания на то, что при продолжительном контакте смолы с водой процессы ее деструкции ускоряются. Поэтому смолы после подготовки рекомендуется хранить под слоем растворителя, легко смешивающегося с водой (обычно метанола). Смола, даже несколько минут побывшая на воздухе, в результате заполнения пор воздухом частично теряет сорбцион-ные свойства.
