Способ извлечения флороглюцина из водных растворов

 

Использование: аналитическая химия, анализ сточных вод. Сущность изобретения: окисление исходного водного раствора, содержащего флороглюцин, а также пирогаллол , пирокатехин, гидрохинон, в присутствии 16-18 мас.% хлорида натрия кислородом воздуха при 50-60°С и рН среды 6,5-9,8 и затем экстракция целевого продукта смесью бутилфосфита и метилбутилкетона в количестве 55-60 и40-45 мас.% соответственно. 2 табл.

с ТИТ j > )g p: .тй

СОЮЗ СОВЕТСКИМ-.—

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ kQ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ . ) М4

ПРИ ГКНТ СССР .

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4808693/04 (22) 02.03.90 (46) 07.07.92. Бюл. М 25 (71) Воронежский технологический институт (72) Я.И.Коренман, Т.Н.Ермолаева и

Н.Н.Сельманщук (53) 547,562.1.07 (088.8) (56) Коренман Я.И. Экстракция фенолов.—

Горький, 1973, с. 177.. (54) СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ФЛОРОГЛЮЦИНА ИЗ ВОДНЫХ РАСТВОРОВ

Изобретение относится к способам экстракционного извлечения флороглюцина из водных сред и может быть использовано в аналитической химии при разработке методов аналитического контроля флороглюцина в сточных водах, а также для разделения флороглюцина и пирогаллола, пирокатехина, гидрохинона, соединений, близких по физическим и химическим свойствам.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ экстракционного извлечения флороГлюцина с помощью Высших cllHpTOB С5

С)о и эфиров уксусной кислоты.

Недостатком известного способа является низкая степень извлечения флороглюцина. не обеспечивающая достаточной эффективности- концентрирования. Кроме того,. при осуществлении известного способа происходит одновременное извлечение пирокатехина, пирогаллола и гидрохинона, совместно присутствующих в водах, т.е, низкая селективность. (я)5 С 07 С 37/72; С 02 F 3/26 (57) Использование: аналитическая химия, анализ сточных вод. Сущность изобретения: окисление исходного водного раствора, содержащего флороглюцин, а также пирогаллол, пирокатехин, гидрохинон, в присутствии 16 — 18 мас, хлорида натрия кислородом воздуха при 50-60 С и рН среды 6,5-9,8 и затем экстракция целевого продукта смесью бутилфосфита и метилбутилкетона в количестве 55 — 60 и 40-45 мас. соответственно. 2 табл.

Целью изобретения является повышение степени извлечения флороглюцина, а также селективности процесса экстракции.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу извлечения флороглюцина из водных растворов, содержащих также пирокатехин, пирогаллол и гидрохинон, экстракцией органическим растворителем с использованием хлорида натрия исходный водный раствор в присутствии хлорида.натрия предварительно окисляют кислородом воздуха при 50-60 С и рН среды 6,5 — 9,8, в качестве экстрагента используют смесь трибутилфосфата и метилбутилкетона в количестве 55 — 60 и 40 — 45 мас, соответственно, а хлорид натрия берут в количестве 16 — 18 мас.%.

Необходимое значение рН создается добавлением гидроксида натрия.

Способ осуществляют следующим образом.

0,5 г анализир емой воды, содержащей

18-20 мас. хлорида натрия, подщелачивают гидроксидом натрия до рН 6,5-9,5 и до1745717 бавлением 0,5-0,7 г гидроксида натрия, нагревают водный раствор до. 50-60"С и барбатируют через него кислород в течение

15-20 мин. Подкисляют раствор после окисления соляной кислотой до рН 5, переносят в делительную воронку, добавляют.50 мл органического растворителя при соотношении компонентов: 55-60 мас. трибутилфосфата и 40-45 мас. метилбутилкетона, и встряхивают на вибросмесителе до достижения межфазного равновесия. Для нахождения степени извлечения после расслаивания фаз отделяют органический слой от водного и анализируют на содержание флороглюцина фотометрическим методом по реакции с диазотированной сульфаниловой кислотой. Степень извлечения флороглюцина .рассчитывают по уравнению:

100 О

Ri = o+v.7÷. где 0 — коэффициент распределения флороглюцина между органическим растворителем и водой;

Чв/Vo — соотношение водной и органической фаэ, равное 10.

Присутствующие в водной пробе пирокатехин, пирогаллол и гидрохинон после предварительного окисления присутствуют в водной пробе в виде соответствующих орто- и пара-хинонов и не экстрагируются органическими растворителями. Это подтверждено результатом контрольного опыта. При проведении контрольного опыта в отсутствии флороглюцина к 0,5 дм водного раствора пирокатехина, з пирогаллола и гидрохинона, содержащего

18 мас. хлорида натрия, добавляют 0,50,7 г гидроксида натрия для создания рН

6,5-9,5, нагревают до 50-60 С и в течение

15 мин барботируют через него кислород, подкисляю соляной кислотой до рН 5, переносят в делительную воронку, добавляют

50 мл органического растворителя (55 мас. ТБФ, 45 мас.. метилбутилкетона) и встряхивают на вибросмесителе в течение

10 мин. В концентрат переходит.0,1 пирокатехина, пирогаллола и гидрохинона.

Пример 1 (по известному способу).

0,5 л подкисленного соляной кислотой до рН 2-5 водного раствора, содержащего флороглюцин, встряхивают при 20 С 10 мин с 50 мл органического растворителя (н-гексанол). После расслаивания фаз определяют полноту извлечения флороглюцина фотометрически по реакции с диазотированной сульфаниловой кислотой. Степень извлечения флороглюцина составляет

35,5 .

Пример 2. К 0,5 л анализируемой воды, содержащей флороглюцин, пирокатехин, 5 пирогаллол, гидрохинон и 18 мас.% хлорида натрия, добавляют 0,5 г гидроксида натрия для создания рН 6;5; подогревают до 50 С и в течение 15 мин барботируют через него кислород; Подкисляют раствор,до рН.5 со10 ляной кислотой,. переносят в делительную воронку, добавляют 50 мл органического растворителя, содержащего 55. мас. ТБФ . и 45 мас. метилбутилкетона, и встряхивают на вибросмесителе в течение 10 мин.

15 Концентрат содержит 92 флороглюцина.

П р и мер 3. К0,5л анализируемой воды, содержащей флороглюцин, пирокатехин, пирогаллол,.гидрохинон и 20 мас. хлорида

20 натрия, добавляют 0,5 r гидроксида натрия, а далее- аналогично примеру1. Концентрат содержит 92 флороглюцина.

Пример 4. К0 5 л анализируемой воды,. содержащей флороглюцин, пирокатехин, 25 пирогаллол, гидрохинон и 15 мас. хлорида натрия, добавляют 0,5 г гидроксида натрия, а далее — аналогично примеру 1, Концентрат содержит от 88 до 90 флороглюцина.

Пример 5. К 0,5 л анализируемой воды.

30 содержащей флороглюцин, пирокатехин; пирогаллол, гидрохинон и 18-мас. $ хлорида натрия, добавляют 0,6 r гидроксида натрия, а далее-. аналогично примеру 1. Концентрат содержит 92 флороглюцина.

35 . П ри м е р 6. К0,5л.анализируемой воды, содержащей флороглюцин, пирокатехин, пирогаллол, гидрохинон и 18 мас. $ хлорида натрия, добавляют 0,7 г гидроксида натрия, . . а далее — айалогично примеру 1. Концентрат

40 содержит 9P, флороглюцина.

Пример 7, К0,5л анализируемой воды, содержащей флороглюцин, пирокатехин, пирогаллол, r драхинон и 18 мас, хлорида натрия. добав яют 0,8 r гидроксида натрия, 45 адалее-анал ично примеру1. Концентрат содержит 91% лороглюцина. . Пример 8. 0,5 л анализируемой воды, содержащей фл роглюцин; пирокатехин, . пирогаллол. гидрохинон и 18 мас. хлорида

50 натрия, добавляют 0,4 г гидроксида натрия, а далее — аналогично примеру 1. Концентрат содержит 89 флороглюцина.

П риме р9. К0.5ланализируемой воды. содержащей флороглюцин,. пирокатехин, 55 пирогаллол, гидрохинон и 18 мас,% хлорида натрия, добавляют 0,5 г гидроксида натрия для создания рН 6 5 и подогревают до 40 С, а далее — аналогично примеру 1. Концентрат содержит 89 флороглюцина.

1745717

10

25

35

50

Пример 10. К 0,5 л анализируемой воды, содержащей флороглюцин, пирокатехин, пирогаллол, гидрохинон и 18 мас.% хлорида натрия, добавляют 0,5 г гидроксида натрия и подогревают до 55 С, а далее— аналогично примеру t. Концентрат содержит 92 флороглюцина.

Пример 1. К 0,5 л анализируемой воды, содержащей флороглюцин, пирокатехин, пирогаллол, гидрохинон и 18 маc. хлорида натрия, добавляют 0,5 г гидроксида натрия и подогревают до 60 С, а далее— аналогично примеру 1. Концентрат содержит 92 флороглюцина.

- Пример 12.. К 0,5 л анализируемой воды, содержащей флороглюцин, пирокатехин,, пирогаллол, гидрохинон и .18 мас.% хлорида натрия, добавляют 0,5 г гидррксида натрия и подогревают до 65 С, а далее— аналогично примеру 1. Концентрат содержит 9 М флороглюцина.

Пример 13. К 0,5 л анализируемой воды, подготовленной аналогично примеру

1, добавляют 50 мл органического растворителя, содержащего 50 мол.% ТБФ. Далее проводят аналогично примеру 1. Концентрат содержит 89% флороглюцина.

Пример 14. К 0.5 л анализируемой воды, содержащей- флороглюцин и подготовленный аналогичино примеру 1, доЬавляют 50 мл органического растворителя, содержащего 57 мас.% ТБФ. Далее проводят процесс аналогично примеру 1. Концентрат содержит 92 флороглюцина.

Пример 15. К 0,5 л анализируемой воды, содержащей флороглюцин и подготовленной аналогично примеру 1. добавляют 50 мл органического растворителя, содержащего 60 мас.% ТБФ. Далее проводят процесс аналогично примеру 1. Концентрат содержит 92% флороглюцина.

Пример 16, К 0 5 л анализируемой воды, содержащей флороглюцин и подготовленной аналогично примеру 1, добавляют 50 мл органического растворителя, содержащего 62 мас.% ТБФ. Далее проводят процесс аналогично примеру 1. Концен: трат содержит 91% флороглюцина.

Пример 17. К 0,5 л анализируемой воды, содержащей флороглюцин и подготовленной аналогично примеру 1, добавляют 50 мл органического растворителя; содержащего 35 мас. ТБФ. Далее проводят процесс аналогично примеру 1..Концентрат содержит 88% флюроглюцина.

Пример 18. К 0,5 л анализируемой воды. содержащей флороглюцин и подготовленной аналогично примеру. 1 ° добавля-. ют 50 мл органического растворителя, содержащего 40 мас.% ТБФ. Далее проводят процесс аналогично примеру 1. Концентрат содержит 92% флороглюцина.

П: р и м е р 19. К 0,5 л анализируемой воды, содержащей флороглюцин и подготовленной аналогично примеру 1, добавляют 50 мл органического растворителя, содержащего 42 мас.% ТБФ. Далее проводят процесс аналогично приме ру 1. Кон центрат содержит 92% флороглюцина.

Пример 20, К 0,5 л анализируемой воды, содержащей флороглюцин и подготовленной аналогично примеру 1, добавляют 50 мл .органического растворителя, содержащего 50 мас.% ТБФ. Далее прово15 дят процесс аналогично примеру 1. Концентрат содержит 91 флороглюцина, Пример 21. К 0,5 л анализируемой воды, содержащей флороглюцин, пирокатехин, пирогаллол, гидрохинон и 18 мас. хлорида натрия добавляют 0,45 г гидроксида натрия для создания рН 9;8, а далее— аналогично примеру 17. Концентрат содержит 92% флороглюцина..

Пример 22. К 0,5 л анализируемой воды. содержащей флороглюцин, пирокатехин, пирогаллол, гидрохинон и 18 мас. хлорида натрия, добавляют 0,48 г гидроксида натрия для создания рН 8, а далее— аналогично примеру .1. Концентрат содержит 92% флороглюцина.

Пример 23.. К 0,5 л анализируемой воды, содержащей флороглюцин, пирокатехин, пирогаллол, гидрохинон и 15 мас.% хлорида натрия, добавляют 0,5 г гидроксида натрия для создания рН 6,5, подогревают до 50 С, а далее — аналогично примеру

1. Результаты плохо воспроизводимы изза нестабильности объемов органической и водной фаз; Степень извлечения 8890 .

Пример 24. К 0,5 л анализируемой воды, содержащей флороглюцин, пирокатехин, пирогаллол, гидрохинон и 19 мас.%.хлорида натрия, добавляют 0,5 г гидро45 ксида натрия, а далее — аналогично примеру 1. В системе присутствуют кристаллы твердой соли. Результаты невоспроизводимы.

Данные по степени извлечения флороглюцина приведены во всех примерах. (табл.

1), Эти данные относятся к концентрации флороглюцина Сф - 1,0 мгlмл. Концентрация пирокатехина, пирогаллола и гидрохинона во всех примерах одинакова и равна

55 1,0 мг/мл.

Коэффициенты селективности, рассчитанные как отношение коэффициентов распределения флороглюцина и пирокатехина (или пирогаллола. или гидрохинона) приведены в табл. 2. Здесь же приведены данные

1745717 гидрохинона кислородом при рН 6,5-9,8 и температуре 50-60 С, а в качестве органического растворителя применяют смесь, содержащую 55-60 мвск (, ТБФ и 40-45 мас.g, 5 метил бутилкетона.

Формула изобретения

Способ извлечения флороглюцина иэ

10 водных растворов, содержащих также пирокатехин, пирогаллол, гидрохинон. экстракцией органическим растворителем с использованием хлорида натрия, отличающийся тем, что, с целью

15 повышения степени извлечения флороглюцина и селективности процесса экстракции, исходный водный раствор в присутствии хлорида натрия предварительно окисляют кислородом воздуха при 50-60 С и рН

20 среды 6,5-9,8, а в качестве экстрагента . используют смесь бутилфосфата и метилбутилкетона в количестве 55-60 и 40-45 мас. $ соответственно, а хлорид натрия берут в количестве 16-18 мас. л

По невест мому способу

Предлагаемый способ по пр»неру

Г СйтгГТХ Г ЕЕ

18 19 (20 21 (22 )2>

1 „!,1

1 2 3

Степень извлечения

35,5 92 92 90 92 92 91 90 ОЭ 92 92 91 09 92 92 91 08 92

92 91 92 92 Результаты

«е воспроиаводниы

Число поспело" вательнык экстракцнй

5 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

Сепектнвность извлечения флорогтюцнна

Не свлективен

Селектнвен предельно допус:иная коицентрац ея органического зкстрагеита по санитарны» норнаи для водоемов, нгг fl

0,03

Таблица 2

Концентрация гидроксибензолов, мг/мл

Концентрация флороглюцина в анализируемом раство- ре, мг/мл

Степень извлечения флороглюцина, Пирокатехин

Пирогаллол

Гидрохинон

Пирокате- Пирогалхин лол

Гидрохин он

0,1

1,0

10,0

0,1

1,0

10,0

0,1

1,0

10,0

92

92

92

92

92

92

94

94

0,1

0,1

1,0

10,0

0.1

1,0

10,0

0,1

0,1

10,0

0,1

1,0

10,0

0,1

1,0

10,0

0,1

0,1 10,0

1206

1108

1504

1307

1009

1603

1406

1208

1198 . 1100

1301

1201

1211

1112

1509

1013

1608

1212

1,0

10,0 по степени извлечения флороглюцина в зависимости от концентрации.

Все данные по селектив ности относятся к примерам, в которых температура, рН, концентрация хлорида натрия, трибутилфосфата и метилбутилкетона находятся в предлагаемых пределах, т.е. при оптимальной совокупности признаков.

Как видно из приведенных примеров и сравнительной характеристики известного и предлагаемого способов. степень извлечения флороглюцина по сравнению с известным повышается с 35,5 до 92%, уменьшается в 5 раз необходимое число последовательных экстракций, а следовательно, и время концентрирования. Кроме того, предлагаемый способ позволяет селективно извлекать флороглюцин в присутствии пирокатехина, пирогаллола, гидрохинона.

Поставленная цель достигается тем, что в предлагаемом способе извлечение флороглюцина проводят после предварительного окисления пирокатехина, пирогаллола, Коэффициент сепективности по отношению к гидроксибензолам