Растворимость в системах вода – оксиэтилированный нонилфенол – (NH4)2SO4

Анастасия Вадимовна Станкова
Пермский государственный национальный исследовательский университет. 614990, Пермь, ул. Букирева, 15

Александр Михайлович Елохов
Пермский государственный национальный исследовательский университет. 614990, Пермь, ул. Букирева, 15

Дарья Андреевна Катаева
Южно-Уральский государственный университет. 454080, г. Челябинск, пр. Ленина, 76


Аннотация


В работе описано применение системного подхода к оптимизации температурно-концентрационных параметров экстракции в системах вода – поверхностно-активное вещество – неорганический высаливатель, основанного на анализе политермической фазовой диаграммы соответствующей тройной системы. Визуально-политермическим методом и изотермическим методом сечений изучена растворимость в системах вода – неонол АФ-9-12 (или неонол АФ-9-25) – сульфат аммония в интервале температур 25–80 °С, где неонол АФ-9-12 (неонол АФ-9-25) – оксиэтилированные нонилфенолы со степенью оксиэтилирования 12 и 25 соответственно. Установлено, что область расслаивания увеличивается с ростом температуры вследствие увеличения высаливающей способности сульфата аммония и снижения гидратации мицелл ПАВ. Максимальные различия в концентрационных границах области расслаивания наблюдаются при температуре выше 40 °С, в расслаивающихся смесях, содержащих неонол АФ-9-25, концентрация воды ниже, чем для системы с неонолом АФ-9-12 при той же температуре вследствие большей степени гидратации неонола АФ-9-25. Также для системы с неонолом АФ-9-12 увеличение температуры выше 84 °С приводит к образованию расслаивания в двойной системе вода – неонол АФ-9-12 и высаливанию указанной гетерогенной подсистемы. Показано, что на температурно-концентрационные границы области расслаивания также влияет степень оксиэтилирования ПАВ, рост которой сопровождается увеличением гидратации мицелл ПАВ и снижением их способности к высаливанию при фиксированной температуре. На основании диаграмм растворимости установлены оптимальные параметры экстракции в системе вода – неонол АФ-9-12 – сульфат аммония при 25 и 60 °С и показано, что рост температуры приводит к уменьшению объема экстракта и увеличению интервала кислотности, при котором существует расслаивание вследствие увеличения высаливающей способности соли и введения дополнительного количества анионов – высаливателей с кислотой. Полученные данные обуславливают перспективность использования изученных систем в экстракции при температуре выше комнатной.

Ключевые слова


поверхностно-активные вещества; расслаивающиеся системы; мицеллярная экстракция; высаливание

Полный текст:

PDF

Литература


Saitoh, T. Use of surfactant-mediated phase separation (cloud point extraction) with affinity ligands for the extraction of hydrophilic proteins / T. Saitoh, W.L. Hinze // Talanta. – 1995. – V. 42. – № 1. – P. 119–127. DOI: 10.1016/0039-9140(94)00227-J

Akita, S. Cloud-point extraction of organic compounds from aqueous solutions with nonionic surfactant / S. Akita, H. Takeuchi // Separation Science and Technology. – 1995. – V. 30, № 5. – P. 833-846. DOI: 10.1080/01496399508013895

Cloud point extraction applied to casein proteins of cow milk and their identification by mass spectrometry / A.S. Lopes, J.S. Garcia, R.R. Catharino, et al. // Analytica chimica acta. – 2007. – V. 590, № 2. – P. 166–172. https://doi.org/10.1016/j.aca.2007.03.043

Madej, K. Microwave-assisted and cloud-point extraction in determination of drugs and other bioactive compounds / K. Madej // TrAC Trends in Analytical Chemistry. – 2009. – V. 28, № 4. – P. 436–446. DOI: 10.1016/j.trac.2009.02.002

Use of aqueous two‐phase systems for in situ extraction of water soluble antibiotics during their synthesis by enzymes immobilized on porous supports / O. Hernandez‐Justiz, R. Fernandez‐Lafuente, M. Terreni et al. // Biotechnology and bioengineering. 1998. – V. 59, № 1. – P. 73–79.

Liquid–liquid extraction by mixed micellar systems: a new approach for clavulanic acid recov-ery from fermented broth / V.C. Santos, F.A. Hasmann, A. Converti et al. // Biochemical Engineering Journal. – 2011. – V. 56, № 1–2. – P. 75–83. DOI: 10.1016/j.bej.2011.05.011

Altunay, N. A New Micellar Mediated Cloud-Point Extraction Procedure for Sensitive and Se-lective Determination of Trace Amounts of Total Iodine in Milk-Based Nutritional Products by Means of Indirect Spectrophotometry / N. Altunay, R. Gürkan // Food Analytical Methods. – 2016. – V. 9, № 2. – P. 505–518. DOI: 10.1007/s12161-015-0220-9

El-Hay, S.S.A. Determination of thorium (IV) in real samples by spectrophotometry after mi-celle-mediated cloud point extraction / S.S.A. El-Hay, A.A. Gouda // Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry. – 2016. – V. 310, № 1. – P. 191–200. DOI: 10.1007/s10967-016-4780-y

Removal of crystal violet dye from aqueous solution using triton X-114 surfactant via cloud point extraction / A. Appusamy, I. John, K. Ponnusamy et al. // Engineering Science and Technology, an International Journal. – 2014. – V. 17, № 3. – P. 137–144. DOI: 10.1016/j.jestch.2014.04.008

Extraction and preconcentration of anthocyan dye from aqueous solutions with water-soluble poly-N-vinylamides / E.V. Churilina, G.V. Shatalov, Y.I. Korenman, et al. // Russian Journal of Applied Chemistry. – 2008. – V. 81, № 4. – P. 726–729. DOI: 10.1134/S1070427208040320

Liquid-liquid equilibrium phase diagrams of new aqueous two-phase systems: Ucon 50-HB5100 + ammonium sulfate + water, Ucon 50-HB5100 + poly(vinyl alcohol) + water, Ucon 50-HB5100 + hydroxypropyl starch + water, and poly(ethylene glycol) 8000 + poly(vinyl alcohol) + water / M. Pereira, Y.T. Wu, P. Madeira et al. // Journal of Chemical Engineering Data. – 2004. – V. 49, № 1. – P. 43–47. DOI: 10.1021/je034038d

Zhao, X. Liquid–liquid equilibrium of aqueous two-phase systems containing poly (propylene glycol) and salt ((NH4)2SO4, MgSO4, KCl, KAc): experiment and correlation / X. Zhao, X. Xie, Y. Yan // Thermochimica Acta. – 2011. – V. 516, № 1. – P. 46–51. DOI: 10.1016/j.tca.2011.01.010

Extraction of complexes of lanthanides and actinides with Arsenazo III in an ammonium sul-fate-poly (ethylene glycol)-water two-phase system / V. Shkinev, N. Molochnikova, T. Zvarova et al. // Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry. – 1985. – V. 88, № 1. – P. 115–120.

Snyder, S.M. Phase compositions, viscosities, and densities for aqueous two-phase systems composed of polyethylene glycol and various salts at 25ºC / S.M. Snyder, K.D. Cole, D.C. Szlag // Journal of Chemical and Engineering Data. – 1992. – V.37, № 2. – P.268–274.

Liquid-liquid extraction in the absence of usual organic solvents: application of two-phase aqueous systems based on a water-soluble polymer / T.I. Zvarova, V.M. Shkinev, G.A. Vorob'eva et al. // Microchimica Acta. – 1984. – V. 84, № 5–6. – P. 449–458.

Phase and extraction equilibria in water – syntamide-5 – ammonium sulfate and water – syntamide-5k – ammonium sulfate systems / A.V. Golovkina, A.E. Lesnov, O.S. Kudryashova et al. // Russian Journal of Physical Chemistry A. – 2013. – V. 87, № 9. – P. 1502–1505. DOI: 10.1134/S0036024413080128

Двухфазные водные системы на основе полиэтиленгликолевых эфиров моноэтаноламидов синтетических жирных кислот и неорганических высаливателей / А.Е. Леснов, А.В. Головкина, О.С. Кудряшова, и др. // Химия в интересах устойчивого развития. – 2016. – Т. 24, № 1. – С. 29–33.

Phase equilibria in the water – alkali metal or ammonium sulfate – synthanol systems / O.S. Kudryashova, S.A. Denisova, M.A. Popova, et al. // Russian Journal of Inorganic Chemistry. – 2013. – V. 58, № 2. – P. 246–249. DOI: 10.1134/S0036023612120121

Шестопалова, Н.Б. Влияние солей натрия на фазовое разделение в системе «(ОП-10)–Н2О» / Н.Б. Шестопалова, Р.К. Чернова // Вестник Тамбовского государственного технического университета. – 2014. – Т. 20, № 2. – С. 322–328.

Salabat, A. Liquid–liquid equilibria of aqueous two-phase systems composed of TritonX-100 and sodium citrate or magnesium sulfate salts / A. Salabat, S.T. Moghadam, M.R. Far // Calphad: Computer Coupling of Phase Diagrams and Thermochemistry. – 2010. – V. 34, № 1. – P. 81–83. DOI: 10.1016/j.calphad.2009.12.004

Абрамзон, А.А. Поверхностно-активные вещества. Справочник / А.А. Абрамзон, В.В. Бочаров, Г.М. Гаев. – Л.: Химия, 1979. – 376 с.

Specific Features of the Salting-out of Oxyethylated Nonylphenols Using Inorganic Salts at 25 °С / A.V. Stankova, A.M. Elokhov, S.A. Denisova., O.S. Kudryashova, et al. // Russian Journal of Physical Chemistry A. – 2017. – V. 91, № 5. – P. 880–886. DOI: 10.1134/S0036024417050247

Никурашина, Н.И. Метод сечений. Приложение к изучению многофазного состояния многокомпонентных систем. / Н.И. Никурашина, Р.В. Мерцлин. – Cаратов: Саратов. ун-т, 1969. – 122 с.

Аносов, В.Я. Основы физико-химического анализа / В.Я. Аносов, М.И. Озерова, Ю.Я. Фиалков. – М.: Наука, 1976. – 504 с.

Elokhov, A.M. Salting Out Of Potassium Bis(Alkylpolyoxyethylene)Phosphate With Ammonium Salts As The Base of Micellar Extraction Processes Development / A.M. Elokhov, A.E. Lesnov, O.S. Kydryashova // Russian Journal of General Chemistry. – 2015. – V. 85, № 11. – P. 2657–2662. DOI: 10.1134/S1070363215110250


Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.