Способ разделения масел, фенолов и низкоалкильных аминов

(511 4 В 01 О 11 04 С 07 С 37 72 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ РСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ К жащей 18 мл диэтиламина и 0,24 мг фенола, 11 мл ацетонитрила, 10 мл гексана, содержащего 1,2 мг индустриального масла. Содержимое воронки перемешивают 5 мин. Г(осле расслоения (3 мин) фазы разделяют, в водной фазе определяют рН (прибор рН). Для определения амина водную фазу 1 подщелачивают раствором гидроксида натрия до рН 13. Затем амин экстрагируют порциями хлороформа по 5 мл (6-кратная экстракция), хлороформные экст. ракты объединяют, переносят в коническую колбу для титрования, добавляют 20 мл ледяной уксусной кислоты и титруют 0,05 М раствором НС 104 в ледяной уксусной кислоте с индикатором кристаллическим фиолетовым.Фазу 11 (ацетонитрил), содержащую фенол, переносят в мерную колбу емкостью 100 мл, добавляют 0,3 мл 2 О"-ного водного раствора 4-аминоантипирина, 1 мл 2 н. гидроксида аммония, 1 мл 2 О-ного КтЕе(С(х 6, доводят до метки водой, перемешивают, фильтруют, а затем измеряют оптическую плотность на ФЭК(1 2 см, свф.5). По градуировочному графику, построенному в аналогичных условиях в ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР(56) Лурье Ю. Ю. Аналитическая химияпромышленных сточных вод. - М.: Химия,1984, с. 255, 261, 306.( 57) И зоб ретенне относится к орга ни ческой химии, в частности к разделению маИзобретение относится к экстракционно. му способу разделения смесей, содержащих масло (индустриальное, трансформаторное), одноатомный фенол или нафтол (фенол, -нафтол, м-крезол) и низкомолекулярный амин (диэтиламин, пропиламин, изопропиламин, аллиламин).1 ель изобретения - разделение однократной экстракцией смеси трех групп органических веществ: масел, одноатомных фенолов и низкомолекулярных аминов.)оставленная цель достигается тем, что процесс ведут в интервале рН 0,4 - 5,8 с использованием трехфазной экстракционной системы, содержащей 2,75 - 3,2 М водный раствор хлорида натрия или калия, ацетонитрил и С.-С -алкан при их исходном объемном соотношении (0,9 - 1,1):(0,9 - 1,1): (0,9 - 1,1) .Все исследования проводятся при комнатной температуреПриме;1 1. В дел ител ьную воронку емкостью 50 мл вводят 5,5 мл 5 М водного раствора хлорида натрия, 1 мл концентрированнои хлористоводородной кислоты для создания рН -0,4, 2,5 мл воды, содерсел, фенолов и низкоалкильных аминов. С целью упрощения и сокращения времени разделения исходную смесь экстрагируют трехфазной жидкой системой, содержащей 2,75 - 3,2 М водный раствор хлорида натрия или калия, ацетонитрил и С 6-С 1- -алкан при их исходном объемном соотношении (0,9 - 1,1):(0,9 - 1,1):(0,9 - 1,1) и рН среды 0,4 - 5,8. Процесс ведут в водной среде Способ позволяет путем однократной экстракции разделить три группы органических веществ: масел, ароматических спиртов и низкомолекулярных аминов, что сокращает время разделения и упрощает сам процесс. 1 ил.5 О20 25 30 15 40 45 50 55 отсутствие амина и масла, находят содержание фенола.Фазу 111 (гексан), содержащую масло, переносят в колбу емкостью 25 мл, упаривают досуха нз водяной бане, прибавляют 1 мл 4 п-ноо водного раствора формальдегида, 9 мл концентрированной серной кислоты и выдерживают на кипящей бане в течение 5 6 мин. Оптическую плотность измеряют нз ФЭК(Р 2 см, свф.4). По градуировочному графику, построенному в аналогичны условиях в отсутствие диэтиламинз и фс нолз, находят содержание индустриального масла После разделения найдено, мг диэтиламинз 7,5-+0,6; фенола 0,23+-0,01; масла 1, 8+.0,03.Пример 2 В делнтельную воронку ем костью 50 мл вводят 6 мл 5 М водного раствора хлорида натрия, 0,5 мл раствора НС (1:4) дляоздания рН 1,56, 2.5 мл воды, содержащей 14,25 мг аллиламина и О 47 мг фенола, 11 мл зцетонитрила, О мл гепгана, содержащего 0,29 мг индустриального масла. Содержимое ворон. ки перел 1 сшивзкп 5 мин После расслое ния (3 мин) фазы разделяют и определяют рН и содержзние органических веществ, кзк описано в примере 1. Найдено, мг: аллилзмина 4,0+0,3; фенола 0,46+0,02, масла 0,28+-0,02.Пример 3 В делитльную воронку смк 50 мл вводят 6,4 мл 5 М водного раствора хлоридз натрия, О,5 мл раствора НСР (.6) для создания рН - -5 5, 2 мл воды. г;держащей 28,5 лп зллилзмиз и 1,18 мг ьснола. 1 мл ацтонитрила, О лгл додскзнз, солсржа снего О, м г трансформа горного масла. Сод ржимос воронки перемешивают 5 мин. После расслоения (3 мин) фазы разделяют,пределякп рН и содержание органических веществ, ка к оп пса но в при л 1 ен 1 Найдено, мг: аллиламина 28,1+0,6, фенола 1,17-+0,01; масла 0,098+.0,02Пример 4. В делительнук) воронку емкостью 50 мл вводят 7,6 мл 4,2 М водного раствора хлорида калия, 0,4 мл концентрированной НСР для создания рН - 0,1, 2 мл водно-ацеонитрильной смеси (1:1), содержащей 7 39 м пзопропиламина и 2 7 мг м-крезола, 10 мл зцетонитрила, 10 мл октана, содержа гцего 0,5 м трансформаторного мас 1 а. Содержимое воронки перемешивают 5 мин. После расслоения (3 мин) фазы раз. деляют, определяют рН и содержание органически.х веществ, как описано в примере 1. Найдено, мг. изопропиламинз 7,27 +0.13, м-крезолз 2,680,02; масла 0,47+-0,04.Пример 5, В делительную воронку емкостью 50 мл вводят 7 мл 4,2 М водного рзст. вора хлорнда калия, 0,7 мл раствора НС (1:6) для создания рН 5,8, 2,6 мл водноацетонптрильной смеси (1:), содсржзщсй 18 мг диэтилзмина и 0,036 мг 1.нзфтола, 9,7 мл ацетонигрила, О мл нонанз, содер. жашего 0,47 мг индустриального масла, Содержимое воронки перемешивают 5 мин. После расслоения (3 мин) фазы разделяют, определяют рН и содержание органических веществ, как описано в примере 1. Найдено, мг; диэтиламина 17,2.+0,8; 1- нафтола 0,035 +0,001; масла 0,47+-0,00.Пример б. В делительную воронку емкостью 50 мл вводят 6,5 мл 4,2 М водного раствора хлорида калия, 0,45 мл раствора НС 1 (1:4) для создания рН 2,19, 4, мл водно-ацетонитрильной смеси (1:1), содержагцей 4,78 мг пропиламина и 0,24 мг фенола, 9 мл ацетонитрила и 1 О мл декана, содержащего 1,25 мг индустриального масла. Содержимое воронки перемешивают 5 мин. После расслоения (3 мин) фазы разделяют, определяют рН и содержание органических веществ, как описано в пример 1. Найдено, мг: пропила мина 14,5+-0,3; фенола 0,23 +0,01, масла 1,22+0,05.Пример 7. В делитсльную воронку емкостью 50 мл вводят 6,4 мл 5 М водного раствора хлорида натрии, 0,32 мл раствора НСР (1:4) для создания рН 4,0, 4,6 мл воднозцетонитрильной смеси ( 1:1), содержащей 28,5 мг аллиламина к 0,072 мг 1-нафтола, 8,7 мл ацетонитрила и 10 мл гексана, содержащего 0,25 мг трансформаторного масла. Содержимое воронки перемешивают 5 мин. После расслоения 3 мин) фазы разделяют, определяют рН и содержание органических веществ, как описано в примере 1. Найдено, л 1 г. аллиламина 28,1+.0,6; 1-нафтола 0,070+. -О,003; масла О,25+0,00. Пример 8. В делительнчю воронкл ем-остьк 1 50 мл вводят 9,5 мл воды, содержащей О,8 мг диэтиламина, 0,24 мг фенола и 0,47 мг индустриального масла (в виде эмульсии), 2,4 г хлорида калия. Смесь перемешивают до полного растворения КСГ. Затем в сисгему вводят 0,5 мл НСР (1:6) для создания рН 5,5, 10 мл ацетонитрила и 10 мл додекана. Содержимое воронки перемешивают 5 мин. После расслоения (3 мин) фазы разделяют и в водной фазе определяют рН (прибор рН). Дальнейший ход анализа проводят согласно примеру 1. Найдено, мг: диэтиламинз 0,175+0,006; фенола 0,23+ -+-0,01, масла 0,47+0,02. Пример 9. В делительную воронку емкостью 50 мл вводят 10,5 мл воды, содержащей 28,5 мг аллиламина, 0,072 мг .нафтола и 0,25 мг трансформаторного масла (в виде эмульсии), 1,9 г хлорида натрия, Смесь перемешивакп до полного растворения х)аСР. Затем в систему вводят 0,5 мл НСР (1:4) для создания рН 4,1, 9 мл ацетонитрила и 1 О мл декана. Содержимое воронки переме- шивают 5 мин. После расслоения (3 мин) фазы разделяют, определяют рН и содержание органических веществ. Найдено, мг:аллиламина 28,1+0,4;-нафтола 0,070+ -1-0,003; масла 0,240,01 мг.Пример 10. В делительную воронку емкостью 50 мл вводят 10,5 мл воды, содержащей 7,39 мг изопропиламина, 2,7 мг м-кре. эола и 0,5 мг трансформаторного масла (в виде эмульсии), 1,8 г хлорида натрия. Смесь перемешивают до полного растворения )хаСС. Затем в систему вводят 0,5 мл концентрированной НСС для создания рН - 0,15, 10 мл ацетонитрила и 9 мл октана. Содержимое воронки перемешивают 5 мин. После расслоения (3 мин) фазы разделяют, а затем определяют рН и содержание органических веществ. Найдено, мг: изопропиламина 7,350,06; м-крезола 2,680,03; масла 0,49+0,02.Пример 11. В делительную воронку емкостью 50 мл вводят 9,0 мл воды, содержащей 14,78 мг пропиламина, 0,12 мг фенола и 1,05 мг индустриального масла, 2,1 г хлорида калия. Смесь перемешивают до полного растворения КСС. Затем в систему вводят 1 мл концентрированной НСС для создания рН - 0,4, 9 мл ацетонитрила и 11 мл гептана. Содержимое воронки перемешивают 5 мин. После расслоения (3 мин) фазы разделяют, определяют рН и содержание органических веществ в каждой фазе. Найдено, мг: пропилами на 14,70+ 0,09, фенола 0,12+0,01; масла 1,04.+0,03 мг. Пример /2. В делительную воронку емкостью 50 мл вводят 8 мл воды, содержащей 7,39 мг изопропиламина, 2,7 мг м-крезола и 0,5 мг трансформаторного масла (в виде эмульсии), 1,9 г хлорида натрия. Смесь перемешивают до полного растворения ЧаСС, Затем в систему вводят 0,4 мл концентрированной НСГ для создания рН - 0,1, 0,6 мл дистиллированной воды,1 мл ацетонитрила и 10 мл гексана. Содержимое воронки перемешивают 5 мин. После расслоения (3 мин) фазы разделяют и в водной фазе определяют рН (прибор рН). Дальнейший ход анализа проводят согласно примеру 1. Найдено, мг: изопропиламина 7,29-+-0,10; м-крезола 2,680,02; масла 0,470,04.Пример 13. В делительную воронку емкостью 50 мл вводят 8 мл воды, содержащей 0,18 мг диэтиламина, 0,24 мг фенола и 0,47 мг индустриального масла (в виде эмульсии), 2,4 г хлорида калия. Смесь перемешивают до полного растворения КСС. Затем в систему вводят 0,5 мл ИСС (1:6) для создания рН 5,5, 0,5 мл дистиллированной воды, 1 мл ацетонитрила и 10 мл додекана. Содержимое воронки перемешивают 5 мин. После расслоения я ( 3 ми н) фазы разделяют и в водной фазе определяют рН (прибор рН). Дальнейший ход анализа проводят согласно примеру 1. Найдено, мг: диэтиламина 0,175-1- +0,006; фенола 0,23+0,01; масла 0,47+0,02,Пример 14. В делительную воронку ем. костью 50 мл вводят 8 мл воды, содержащей 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 0,20 мг метиламина, 0,036 мг 1-нафтола и0,47 мг индустриального масла (в виде эмульсии), 2,4 г хлорида калия. Смесь перемешивают до полного растворения КСГ. Затем в систему вводят 1 мл НСС (1:4) для создания рН 2,8, 11 мл ацетонитрила и 10 мл гек. сана. Содержимое воронки перемешивают 5 мин. После рас,доения (3 мин) фазы разделяют, определяют рН и содержание органических веществ. Метиламин определяли фото метри чески м методом. Найдено, м г: метила ми на 0,190,01; 1- нафтола 0,035 -ф,002; масла 0,460,0.Пример 15. В делительную воронку емкостью 50 мл вводят 8,5 мл воды, содержащей 18,2 мг бутиламина, 0,24 мг фенола и 0,47 мг трансформаторного масла (в виде эмульсии), 1,9 г хлорида натрия. Смесь перемешивают до полного растворения, 1 х)аСС. Затем в систему вводят 0,5 мл НСС (1:4) для создания рН 3,8, 1 мл ацетонитрила и 10 мл гептана. Содержимое воронки перемешивают 5 мин. После расслоения (3 мин) фазы разделяют, определяют рН и содержание органических веществ, как указано в примере 1. Найдено, мг: бутиламина 17,4+-0,1; фенола 0,23-+0,01; масла 0,470,02.Пример б. В делительную воронку емкостью 50 мл вводят 8,5 мл воды, содержащей 9,1 мг бутиламина, 0,072 мг 1-нафтола и 0,94 мг индустриального масла (в виде эмульсии), Е, г хлорида калия. Смесь перемешивают до полного растворения КСС, Затем вводят 0,5 мл НСС (1:6) для создания рН 5,3, 11 мл ацетонитрила и 10 мл додекана. Содержимое воронки перемешивают 5 мин. После расслоения фазы разделяют, определяют рН и содержание органических веществ в каждой из фаз. Найдено, мг: бутиламина 8,750,03; 1- нафтола 0,070-1-0,003; масла 0,92-1-0,02 мг (п=З). Пример 17. В делительную воронку емкостью 50 мл вводят 8 мл воды, содержащей 10,1 мг этиламина, 2,7 мг м-крезола и 0,47 мг трансформаторного масла (в виде эмульсии) 1,9 г хлорида натрия. Смесь перемешивают до полного растворения 1 х 1 аСС. Затем в систему вводят 1 мл НСС (1:4) для создания рН 2,8, 11 мл ацетонитрила и 10 мл гексана. Содержимое воронки перемешивают 5 мин. После расслоения (3 мин) фазы разделяют, определяют рН и содержание органических веществ. Найдено, мг: этиламина 10,0-0,1; м-крезола 2,68+0,03; масла 0,47+0:02.Пример /8. В делительную воронку емкостью 50 мл вводят 6 мл 5 М водного раствора хлорида натрия, 1,4 мл концентрированной НСС для создания рН - 0,45, 1,6 мл воды, содержащей 14,25 мг аллиламина и 0,47 мг фенола, 11 мл ацетонитрила, 10 мл гептана, содержащего 1,19 мг индустриаль. ного масла. Содержимое воронки перемешивают 5 мин. Дальнейшее количественное определение органических веществ невоз 1526728чожнО, гзк кзк в трехфазной систече выи(1;1 зе 1 Осадок х.чорида натрия.У 7 р(ь(ер 19. В делительную воронку емкосгью 50 чл вводят 7 мл 4,2 М водного раствора хлори,1 а калия, 0,5 мл раствора НС) (1:6) для со,дания рН 6,1, 3,0 мл воднозцетс)нитрильной смеси (1:1), содержа(цей 18 чг диэтилзмина и 0,72 мг 1-нафтола, ,),5 мл зцетонитрила, 10 мл гексана, содержзщеО 4,7 мг индустриального часла. Содержичое воронки исрс мешивзхч 5 мин.ПОсле расслоения (3 мин) фазы разделяют, Оцре,цлякг рН и содс ржание органических веществ, кзк Описано в примере 1. Найдено, чг. диэтилзмица 17,2-+0,8; 1-нзфголз 0,70-+ -(-0,02; мас,з 4,50+-0,04 (95",. Масло количесгвсцно це ОиредечигОсь ири рН 6.1.Введено 4,7 чг, з найдено 4,5 мг.Ор,(е ). В делительнух ги)ронку ечкостьх 50 чл вволят 6,4 чл 5 М влного раствора с,Орил) Изгрия, 0,4 м,ч раствора НС( (1:6) для соз,уния рН 5,5, 2,2 чл НО,1 ы, содсржзи(сй 26,7 мг иентиламинз и 1,18 ч( фее)лз, 11 чл )Истоцитри.)з, 10 чг(,1 Олск(И), солержзцци 0,1 мг трансфорчаторног мзс,з. СОдержичос воронси перс мепинают 5 чин. 1 Ослс сГГОеНЯ (3 чин) ф(зы )1 з. ,1(.,чяк)ч, Ои(с,нсгЯх)т р 11 и содержс) нис ОрГаНИЧЕСКИХ ВЕЦ(с Стн, КЗК ОИИСацо В ЦРИМЕРЕ 1(ай 1 ецО, мг к цтиламиш 24,0+.0,3, фецол; 1,17+ О,О 1, чсс.з 0,098+0,002. Т;Хич Ор;- и) ч, ц н гила чи ц н ире.(ела х р 11 0,4 5,8 колич(с Г 1 ИИИО Оц(Одли 1в НО.,нои ф(1 с НСБОЗМОгЬ Н, 11 К КК В Э ГИК ц Г)с.1(С 1( С ) 1 1,)0 ) с го цзх,1 и ся и водц(и фззс, з 10".;, н з.;О нитрильнойИ)1(.р .( В,1 с,.Нге,ьиух воронку ем кстьх,О ч, вво.(яг 7 чл иоды, (Олс ржзНси ) чг лиэ ил миш. О 036 м 1 нзфплз и 0.94 ч Нцдусгриз,(ьноп) ч;л; (и ви,1 е эчульсии), ,2Клри,у к(лия Счссь иер- чешинзкг,1 О (,Оп растворния КС 6 Ззтеч в сисч( с ввсдят 1 мл НС) (1 4) для со./Уризр 2". В делительну ю воронкс еч.кос гьх) 50 ч. вводя) 11 мл волы, с(дс ржз щей 7,39 чг изоцроии.амина. 2,7 мг ч-крезола и 0,5 мг гр;нсформаторцого масла, 1,9 г хлорилз натрия (.чесь иеречешиваюг до иол цоп р(с ворения сС. Ьтех и сис)ему вволят 1 чл Нс. (1:2) для соз,уния рН 1,3, 10 чл зщтонитри,1 а и 8 ч, долскзцз. Содержи ч(е воронки пе 1 Рчси и взю) ) чин Госгс асс,иения (3 чин) фазы )ззделяОт, Ои ре;(с, як)т ) Н и солс ржс ние ОрГ(1 исски х 1 ишести. 11 з й,(ено, м г: изоп роц ила ми ц з ,30+-0,06 ч, ч.крезо,а 2,30,2 чг, л(ОГа 0,48+.0,02 5 10 15 20 25 30 35 4 С 45 50 55 8Таким образом пример 21 и пример 22 дают неудовлетворительные результаты при заключительном определении амина и фенола.На чертеже предста влена диаграмма распределения индустриального масла (кривая 1), фенола (кривая 2) и аллиламина (кривая 3) в трехфазной системе: 3 М водный раствор хлорида натрия ацетонитрилгексан в зависимости От рН водной фазы.Исходные концентрации индустриального масла 1,27 10г/л, фенола 8,4 с, ;с,10моль, аллиламинз 4,5 10 - моль/л. Объемы равновесных фаз по 10 мл. Время коцтактирования фаз 5 мин. Оптимальный интервал рН для количественного разделения органических веществ - 0,4 -5,8. При рН) 5,8 индустриальное масло, фенол и аллиламин не разделяют (кривая 1). При рН- О,( разделение нецелесообразно, так как при таком низком значении рН трудно осуществлять его контроль при помощи стеклянного электрода; разделение при рН --0,4 требует большого расхода концентрированной хгн)ристгводородной кислоты, что не всегда оправдано; при рН- 0,4 в трехфззной системе выпадает осадок хлорида натрия или калия, так как растворимость последних значительно уменьшается с увеличением концентрации хлористоводоролной кис,чот(,1, необходимой для создания рН 0,4.Степень извлечения индустриального масла и трансформаторного масла в пределах рН 0,45,8 в алкановую фазу составляетОО",;,: фено.ча, 1-нафто,ча и м-крезола в фазу з цетонитрнла соответственно соста вляет 99,5(,. 100( и 100. В этих же пределах рН дити.чзмин, пропиламин, изопропиламин и зллиламин количественно остаются в водном растворе,Оптимальная концентрация хлорида натрия и калия, при которых обеспечивается полное высаливание ацетонитрила из водного раствора, находится в пределах 2,75. - 3,2 хОь, При концентрациях хлоридов калия и натрия меньше 2,75 моль/л объем средней фазы (ацетонитрил) заметно изменяс тся. При концентрациях КСР и Х(аС( боль. ше 3,2 моль в трехфазной системе вода - ацетонитрил - алкан появляется осадок хло. рида калия или натрия. Таким образом, для количественного разделения масел, одно. атомных фенолов и низкомолекулярных аминов необходимо использовать водные растворы хлорида натрия и калия с концентрацией 2,75 - 3,2 моль/л.Таким образом, способ разделения масел, Одцоатомных фенолов или нафтолов и низ. комолекулярных аминов позволяет путем Однократной экстракции разделить три группы органических вецеств: масел, ароматических спиртов и низкомолекулярных аминов, гго значительно сокращает время раз. длс ния и упрощает сам процесс1526728 10 Формула изобретенияСпособ разделения масел, фенолов и низкоалкильных аминов, в водной среде с использованием растворителей, отличаюи 4 ийся тем, что, с целью упрощения и сокращения времени разделения, исходную смесь юа Составитель Т. ФомичеваТекред И. Верес Корректор А. О Тираж 600 Подписное Редакгор Л 3 Заказ 7433,8ВНИИПИ Гос ицева уча и ГКНТ СССРагарина, 1 О 1 рственного комитета по изобретениям и открытиям 13035, Москва, Ж - 35, Раушскаи наб., д 415 о-издательский комбинат Патент, г Ужгород, ул оизводстве оаО 50экстрагируют трехфазной жидкой системой, содержащей 2,75 - 3,2 М водный раствор хлорида натрия или калия, ацетонитрил и Св - Сг-алкан при их исходном объемном соотношении (0,9 - 1,1): (0,9 - 1,1): (0,9 - 1,1) и рН среды 0,4 - 5,8.