ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Теттаманти, Е. Миграи, Ш. Надь, М. Ногради, И. Савински Конструкция и применение смесительно-отстойных экстракторов в химической промышленности из "Жидкостная экстракция" Известно, что экстракция — сложный гетерогенный процесс, скорость которого определяется соотношением скоростей массопередачи и химической реакции. Поэтому изучение кинетики экстракции необходимо проводить так, чтобы исключить, по возможности, влияние одной из стадий на общую скорость процесса. [c.202] Скорость большинства экстракционных процессов определяется массопередачей, т. е. эти процессы протекают в диффузионной области. Однако возможны случаи, когда общая скорость процесса экстракции определяется скоростью его химической стадии (процесс протекает в кинетической области). Изучение кинетики химической стадии процесса экстракции позволяет получить более ясное представление о механизме химического взаимодействия реагирующих веществ и приблизиться к решению вопроса о том, в какой фазе образуется экстрагируемое соединение. [c.202] Техника эксперимента, реактнвы, анализ. Сложность изучения кинетики химической стадии экстракции заключается в том, что для исключения влияния диффузионных факторов на общую скорость процесса необходимо применять интенсивное перемешивание, а в связи с этим возникает задача обеспечения минимального времени контакта двух быстро перемешивающихся фаз. Эти трудности бьгли преодолены при проведении опытов по описанной ниже методике. [c.202] Термостатированный водный раствор, содержащий Fe(III), помещали в стеклянный термостатируемый сосуд, снабженный мешалкой с постоянной заданной скоростью вращения (последняя устанавливалась в предварительных опытах, где было выяснено, что, начиная с определенного режима перемешивания. 800 об/мин, увеличение скорости вращения не оказывает влияния на суммарную скорость экстракции), включали мешалку и после установления постоянной скорости ее вращения приблизительно через 30 сек выливали за 1—2 сек из термостатпруемой делительной воронки органическую фазу (в этот момент включали секундомер). По истечении определенного времени перемешивания мешалку выключали и после расслаивания и разделения фаз производили анализ водной фазы. Время расслаивания не превышало 5—10% от времени перемешивания и поэтому не учитывалось. [c.202] Изучение кинетики экстракции трехвалентного железа из хлорнокислых растворов ди-2-этилгексилфосфорной кислотой (Д2ЭГФК) в синтине проводилось при температуре 35 0,2° С, так как эта реакция является довольно медленной. [c.202] Растворитель синтин был подвергнут 3-кратной обработке 105% олеумом с последующей отмывкой последнего водой до отрицательной реакции на ионы Н+ и S0 -. [c.202] Рабочие растворы трехвалентного железа были приготовлены растворением навески порошка электролитического восстановленного железа в хлорной кислоте марких. ч. Содержание Fe (П1) определялось фенантролиновым методом [2]. [c.202] Для поддержания постоянной ионной силы употреблялся дважды перекри-Сталлпзованный хлорнокислый натрий марки х. ч. [c.202] Прямолинейная зависимость Ig[Fe(III)b- Ig [Fe(III)lo от времени показывает, что порядок реакции по Fe (III) равен 1 (рис. 1). [c.203] Концентрация ионов водорода 1 — 0,73 М 2 — 0,5 М-, 3 — 0,31 М 4 — 0,2 М 5 — 0,1 М. [c.204] Для определения порядка реакции по ионам водорода изменяли кислотность водной фазы в пределах 0,10—0,73 М. Концентрация Ге(1П) была равна 0,0035 М, [Д2ЭГФК] = 0,048 М, ,1 = 1. Результаты опытов представлены на рис. 3. [c.205] Вычислив тангенсы углов наклона прямых линий на рис. 3 (А Ре) и представив логарифмы их значений в зависимости от логарифмов концентраций ионов водорода (рис. 4), получим прямую с тангенсом угла наклона, равным —1,2. Учитывая различные экспериментальные ошибки, считаем, что порядок реакции по ионам водорода равен —1. [c.205] По этому уравнению рассчитана константа скорости реакции с учетом средних квадратичных отклонений из трех серий опытов (табл. 1 и 2). [c.205] Величина константы скорости реакции взаимодействия Fe(HI) с Д2ЭГФК, вычисленная из табл. 1 и 2 с учетом средних квадратичных отклонений, при [х = 1 и температуре 35 0,2° С составляет Fe,35 = 0,100 0,018 М мин . При температуре 25° С и р, = = 1 Хр == 0,035 0,007 МО -мин- . [c.205] В опытах 1—4 [Fe (1И)1о = 0,00364 М, в опытах 6—10 0,0035 М = 1 температура 35 0,2° С. [c.206] Для выяснения механизма взаимодействия Ре(П1) с Д2ЭГФК рассмотрим возможные варианты химических реакций в изучаемой системе исходя из предположения, что наиболее вероятно образование экстрагируемого соединения в водной фазе. [c.207] Изучение зависимости скорости реакции от ионной силы в интервале А от 1 до 4 показало, что определяющей стадией процесса является реакция (18), так как ее скорость возрастает с увеличением (Д,. [c.209] С увеличением ионной силы /н+ и /х- убывают [9], что приводит к повышению [Х ]. Из этого следует, что с увеличением (д, должна возрастать скорость реакции (18), а пе (19), следовательно, первая скорость является определяющей. [c.209] Вернуться к основной статье