Способ извлечения флороглюцина из водных растворов Советский патент 1992 года по МПК C07C37/72 C02F3/26 

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 спиртов Cs Сю 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.

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 три- бутилфосфата и метил бутил кето на 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 анализируемой воды, содержащей 18-20 мас.% хлорида натрия, подщелачивают гидроксидом натрия до рН 6,5-9,5 и до«

fc

VJ

4Ь СП 4

х|

бавлением 0,5-0,7 г гидроксида натрия, нагревают водный раствор до 50-60°С и бар- ботируют 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.% трибутил- фосфата и 40-45 мас.% метил бутил кетон а, и встряхивают на вибросмесителе до достижения межфазного равновесия. Для нахож- дения 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:

R%- 100-р к; о + VB/VO

где D - коэффициент распределения флороглюцина между органическим растворителем и водой;

VB/VQ - соотношение водной и органической фаз, 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 дм3- водного раствора пирокатехина, пирогаллола и гидрохинона, содержащего 18 мас.% хлорида натрия, добавляют 0,5- 0,7 г гидроксида натрия для создания рН 6,5-9,5, нагревают до 50-60°С и в течение 15 мин барббтируют через него кислород, подкисляют 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.

П р и м е р 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-гек- санол). После расслаивания фаз определяют полноту извлечения флороглюцина фотометрически по реакции с диазотированной сульфаниловой кислотой. Степень

извлечения флороглюцина составляет 35,5%.

П р и м е р 2. К 0,5 л анализируемой воды, содержащей флороглюцин. пирокатехин,

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 соляной 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.

Концентрат содержит 92% флороглюцина.

ПримерЗ. К 0,5 л анализируемой воды, содержащей флороглюцин. пирокатехин, пирогаллол, гидрохинон и 20 мае. % хлорида

натрия, добавляют 0,5 г гидроксида натрия, а далее - аналогично примеру 1. Концентрат содержит 92% флороглюцина.

При мер 4. К 0.5 л анализируемой воды, содержащей флороглюцин, пирокатехин,

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,

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

Примерб. К 0,5 л анализируемой воды,

содержащей флороглюцин, пирокатехин,

пирогаллол, гидрохинон и 18 мас.% хлорида

натрия, добавляют 0,7 г гидроксида натрия,

- а далее-аналогично примеру 1. Концентрат

содержит 92% флороглюцина.

Пример. К 0,5 л анализируемой воды, содержащей флороглюцин, пирокатехин, пирогаллол, гидрохинон и 18 мас.% хлорида натрия, добавляют 0,8 г гидроксида натрия,

а далее-аналогично примеру 1. Концентрат содержит 91 % флороглюцина.

П р и м е р 8. Й0,5 л анализируемой воды, содержащей флороглюцин, пирокатехин, пирогаллол, гидрохинон и 18 мас.% хлорида

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

При мер 9. К 0,5 л анализируемой воды, содержащей флороглюцин, пирокатехин,

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.

П р и м е р 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 1. Концентрат содержит 92% флороглюцина.

Пример. 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 60°С, а далее - аналогично примеру 1. Концентрат содержит 92% флороглюцина.

- Пример 2. 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 65°С, а далее - анал&ично примеру 1. Концентрат содержит 9г% флороглюцина.

Пример 3. 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 4. К 0,5 л анализируемой воды, содержащей флороглюцин и подготовленный аналогичино примеру 1, дооавля- ют 50 мл органического растворителя, содержащего 57 мас.% ТБФ. Далее проводят процесс аналогично примеру 1. Концентрат содержит 92% флороглюцина.

Пример 5. 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 6. 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. Концентрат 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 . добавляют 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 подю- 5 товленной аналогично примеру 1, добавляют 50 мл органического растворителя, содержащего 42 мас.% ТБФ. Далее проводят процесс аналогично примеру 1. Концентрат содержит 92% флороглюцина.

0 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 прово5 дят процесс аналогично примеру 1. Концентрат содержит 91 % флороглюцина.

Пример21. К 0,5 л анализируемой воды, содержащей флороглюцин, пирокатехин, пирогаллол, гидрохинон и 18 мас.%

0 хлорида натрия добавляют 0,45 г гидроксида натрия для создания рН 9,8, а далее - аналогично примеру 17. Концентрат содержит 92% флороглюцина.

П р и м е р 22. К 0,5 л анализируемой

5 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 содер0 жит 92% флороглюцина.

П р и м е р 23. К 0,5 л анализируемой воды, содержащей флороглюцин, пирокатехин, пирогаллол, гидрохинон и 15 мас.% хлорида натрия, добавляют 0,5 г гидрокси5 да натрия для создания рН 6,5, подогревают до 50°С, а далее - аналогично примеру 1. Результаты плохо воспроизводимы из- за нестабильности обьемов органической и водной фаз. Степень извлечения 880 90%.

П р и м е р 24. К 0,5 л анализируемой воды, содержащей флороглюцин, пирокатехин, пирогаллол, гидрохинон и 19 мас.% хлорида натрия, добавляют 0,5 г гидро5 ксида натрия, а далее - аналогично примеру 1. В системе присутствуют кристаллы твердой соли. Результаты невоспроизводимы.

Данные по степени извлечения флорог0 люцина приведены во всех примерах (табл. 1), Эти данные относятся к концентрации флороглюцина Сф 1,0 мг/мл. Концентрация пирокатехина, пирогаллола и гидрохинона во всех примерах одинакова и равна

5 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

по степени извлечения флороглюцина в зависимости от концентрации.

Все данные по селективности относятся к примерам, в которых температура, рН, концентрация хлорида натрия, трибутил- фосфата и мети л бути л кето на 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,

0

5

0

гидрохинона кислородом при рН 6,5-9,8 и температуре 50-60°С, а в качестве органического растворителя применяют смесь, содержащую 55-60 мас.% ТБФ и 40-45 мас.% метилбутилкетона.

Формула изобретения

Способ извлечения флороглюцина из водных растворов, содержащих также пирокатехин, пирогаллол, гидрохинон, экстракцией органическим растворителем с использованием хлорида натрия, отличающийся тем, что, с целью 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 среды 6,5-9,8, а в качестве экстрагента используют смесь бутилфосфата и метилбу- тилкетона в количестве 55-60 и 40-45 мас.% соответственно, а хлорид натрия берут в количестве 16-18 мас.%.

Т а 6

ц Л 1

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 метилбу- тилкетона в количестве 55-60 и40-45 мас.% соответственно. 2 табл.

1ЛО иэвест-1 ному спо- 1 .. СОбуJ 1

Операция

Предлагаемый способ по примеру

г { 3 } k s 6 J 8 э ю Ju 12 Ju i 15 is Jt Jig T 20 .

Степень извлечения

Число последовательных экстракций

Селективность извлечения флоро- глоцииа

предельно долус- имая концентра- it я органического чкстрэгента по санитарным нор- лч для водоемов, мг/л

35,5 92 92 ЭС 92 92 91 90 S3 9 Э2 91 89 92 9 91 88 92 92 91 $2 92 Результаты

не воспроизводимы

511111111111

Не селективен

0,03

Селективен

10

Таблица 2