Общее понятия и закономерности экстракции

Экстрагент- органическое вещество, образующие с извлекаемым эллементом соединение, растворимое в орг фазе. Экстрагентами могут быть орг кислоты, сирты, эфиры, кетоны, амины… практически нерастворимы в водной среде.

Реагент – составная часть экстрагента, химически взаимодействующая с извлекаемым эллементом

Рэекстракия – процесс обратного извлечения вещества из экстракта (обычно в водную фазу_

Экстракт и рафинат - соотв. Органическая и водная фазы после экстракции.

Рэекстрагент - раствор обычно водной или или чистая вода используемый для извлечения вещества из экстракта

Рэекстракт – водная фаза полученая после экстракиции тоесть после извлечения метала из экстракта в водный раствор.

Промывка - процесс удаления примесей отдельной фазы сожержащее основное вещество(тоесть из экстракта или рэекстракта)

Промывной раствор – водный или органический раствор используемый для промывки

Высаливатель -инертное жидкое орг вещество не смешивающеисе с водой,служащее растворителем экстрагента применяемый для улутшения условий расслоения фаз и уменьшения вязкости реагента

 

Экстрагент должен обладать хорошей экстракционной способностю и селективностю по отношению к извлекаемому эелементу, малой растворимостю в воде, водных растворах кислот ищелочей. Важным условием явл. Легкость регенерации экстрагента с возращением его в цикл экстракиции и устойчивость его в водных ратсоврах.

Разбавители применяют для изменения плотности и вязкости экстрагента, снижения его потерь и улутшают условия расслаевания фаз

Важнейшим условием осущ. Для роцесса экстракции практическая нерастворимость орг и вод фазы друг в друге.

Экстракция нейтральными экстрагентами

К нейтральным экстрагентма относятся орг соединения в составе которых имеются активные атомы, обладающие электронно донорной способностю. Эти экстрагенты можно подразделить на кислородсодержащие (активный атом =О (две точки снизу и сверху) с двумя неподеленными парами электронов, азотосодержащие (активный атом -=И:) и серосодержащие (активный атом S) два последних типа соединений содержат по одной неподеленной паре єлектронов.

Экстрагенты с центральным атомом фосфора -=Р=О, среди них нейтральные эфиры ортофосфорной кислоты, к которым относится самый распостраненный из нейтральных экстрагентов- трибутиловый эфир фосфорной кислоты (ТБФ)

ПРИМЕР:

 

Th(NO₃)₄ + 2ТБФ<-> Th(NO₃)₄*2ТБФ

UO₂(NO₃)₂*6H2O + (C₂H₅)₂O <-> UO₂(NO₃)₂*5H₂O*(C₂H5)₂O + H₂O

 

Экстракция кислыми экстрагентами

О бщий вид экстракции кислыми соединениями

Me_bⁿ⁺ + (n+q)HR₀<-> MeR_n *qHR₀ +nH_n⁺

^C

Стадии процесса

- распределение молекул экстракционного реагента

HR0 <-> HRb K1= [HR]b/[HR]0

- Диссоциация экстракционного реагента в водной фазе

HRb<->H_b⁺ + R_b^- K2=[H⁺]b*[R^-]b/[HR]b

- Образование экстрагируемого соединения

Me_bⁿ⁺ + nR^-₀<-> MeR_nb K3= [MeRn]b/[Meⁿ⁺]b*[R^-]ⁿ_b

_- Рапсределение экстрагируемого соединения между фазами

MeR_nb<-> MeR_n0 K4=[MeRn]₀/[MeRn]b

- Сольватация экстрагируемого соединения в орг фазе

MeR_n0 +qHR₀<-> MeR_n *qHR₀ K5= [MeRn * qHR]0/[MeRn]0*[HR]^q₀

 

Экстракция внутрекомплексных соединений

Распостраненные реагент: ацетилацетон (АА); 8 – оксихинолин (оксин), теноилтрифторацетон (ТТА), купферон

Реагенты класса бетта- дикетонов

Ацетилацетон (АА)

CH3-C-CH2-C-CH3<-> CH3-C=CH-C-CH3

II II I II

OOOHO (энол или енол)

Как правило,образующиеся циклические групировки очень прочны. Размеры циклов могут быть самыми различными, обычно они шести или пятичленные

Теноилтрифторацетон (НТТА)

Так например с енольной формой ацетилацетона катионы Me(II) образуют хелаты

Фотка формулы

Особенность приведённых реагентов состоит в том что внутрикомплексное соединение с метолом обрзаует активная – энольная форма, содержащая сидроксильную группу. Так например с енольной формой ацетилацетона катионы метала (ІІ) образуют хелат.

Найболее широко для экстракционного разделения трансурановых элементов исользуют НТТА. С его помощю можно осуществить отделение нептуния (4) от плутония (3), урана (6) и т.д

Преймущество этого метода состоит в возможности экстракции из водных растворов, не содержащих высаливатель, что значительно упрощает концентрирования и захоронения радиоактивных отходов.

Существеным недостатком является малая скорость образования хелатов, что существено ограничивает его применение в промышленом масштабе.