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

Анастасия Вадимовна Станкова, Александр Михайлович Елохов, Дарья Андреевна Катаева

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.