Cân bằng pha trong quá trình trích ly lỏng lỏng

pdf
Số trang Cân bằng pha trong quá trình trích ly lỏng lỏng 3 Cỡ tệp Cân bằng pha trong quá trình trích ly lỏng lỏng 99 KB Lượt tải Cân bằng pha trong quá trình trích ly lỏng lỏng 0 Lượt đọc Cân bằng pha trong quá trình trích ly lỏng lỏng 11
Đánh giá Cân bằng pha trong quá trình trích ly lỏng lỏng
4.2 ( 5 lượt)
Nhấn vào bên dưới để tải tài liệu
Để tải xuống xem đầy đủ hãy nhấn vào bên trên
Chủ đề liên quan

Nội dung

T¹p chÝ Hãa häc, T. 42 (1), Tr. 26 - 28, 2004 c©n b»ng pha trong qu¸ tr×nh trÝch ly láng láng §Õn Tßa so¹n 2-1-2003 NguyÔn Minh TuyÓn1, Ph¹m V¨n Thiªm2, Phan §×nh TuÊn3 1 Tr êng §¹i häc X©y dùng H( Néi Tr êng §¹i häc B¸ch khoa H( Néi 3 Tr êng §¹i häc B¸ch khoa Tp Hå ChÝ Minh 2 Summary The article exposes the investigation on equilibrium of axeton between water and toluen as well as of uranyl nitrate and nitric acid between nitric acid solution and tributyl phosphate in kerosin. The algorithm for calculating the equilibrium is also presented. 2. Ph ¬ng ph¸p ph©n tÝch I - C©n b»ng pha trong hÖ H20 - Axeton - toluen Nång ®é axeton trong pha n íc ® îc x¸c ®Þnh b»ng ph ¬ng ph¸p ®o tû khèi ë 250C. 1. Ph ¬ng ph¸p thùc nghiÖm §iÒu kiÖn c©n b»ng pha trong hÖ H20 axeton - toluen ® îc nghiªn cøu b»ng nh÷ng thùc nghiÖm trªn phÔu chiÕt. HÖ ® îc l¾c ®Òu trong kho¶ng thêi gian 30 phót, ®Ó t¸ch pha triÖt ®Ó v0 ph©n tÝch, x¸c ®Þnh nång ®é axeton trong pha n íc. 3. KÕt qu¶ C¸c nghiªn cøu thùc nghiÖm n0y nh»m môc ®Ých võa ®Ó kh¼ng ®Þnh ph ¬ng ph¸p ph©n tÝch võa nghiªn cøu ®iÒu kiÖn c©n b»ng pha. C¸c kÕt qu¶ nghiªn cøu ® îc chØ ra trong b¶ng 1 v0 2. B¶ng 1: Ph©n tÝch nång ®é axeton trong n íc b»ng ph ¬ng ph¸p ®o tû khèi 1 (g/cm3) 288,7268 250,7301 7,5122 13,4572 296,2390 263,8873 2,54 4,99 0,9981 0,9947 0,9914 2 (g/cm3) Khèi l îng n íc (g) Khèi l îng axeton (g) Khèi l îng hçn hîp (g) Nång ®é axeton (% khèi l îng) C¸c gi¸ trÞ ®o khèi l îng riªng 3 0,9982 0,9947 0,9914 0,9883 0,9854 3 0,9981 0,9947 0,9914 0,9884 0,9854 3 (g/cm ) 4 (g/cm ) 0,9981 0,9947 0,9914 0,9884 0,9854 5 (g/cm3) 0,9981 0,9947 0,9914 0,9884 0,9854 6 (g/cm3) 0,9981 0,9947 0,9914 0,9884 0,9854 0,9981 0,9947 0,9914 0,9884 0,9854 -5 -5 0 -5 0 Khèi l îng riªng trung b×nh Sai sè s (g/cm3) 26 238,8822 242,4936 19,0622 26,1749 257,9444 268,6685 7,39 9,74 0,9884 0,9854 3 (g/cm ) 4,1.10 4,1.10 4,1.10 B¶ng 2: Nång ®é c©n b»ng cña axeton trong n íc x v0 trong toluen y ë 200C x (% khèi l îng) 0,81 1,29 2,34 4,42 5,60 7,61 10,30 13,60 15,2 19,7 y (% khèi l îng) 0,62 0,99 1,81 3,21 4,35 6,00 8,51 20,3 kH = [HNO3 .TBP] [H + ] . [NO3 ] . [TBP] II - C©n b»ng pha trong hÖ H20 + HNO3 - URAN - TBP + DÇu háa 1. Ph ¬ng ph¸p thùc nghiÖm §Ó nghiªn cøu c©n b»ng hÖ H20 + HNO3 uran - TBP, ph ¬ng ph¸p trÝch ly gi¸n ®o¹n trªn phÔu chiÕt ® îc sö dông. Hçn hîp ® îc l¾c ®Òu trong thêi gian 30 phót, ®Ó ph©n pha tuyÖt ®èi v0 ph©n tÝch nång ®é uran, HNO3 trong pha n íc. Theo ®Þnh nghÜa hÖ sè ph©n bè, ta cã: HÖ sè ph©n bè cña uran: DH Theo Baumgarten [1], c¬ chÕ trÝch ly uran trong m«i tr êng HNO3 bëi TBP diÔn ra nh sau: UO22+ + 2NO3- + 2TBP = UO2 (NO3)2 . 2TBP (1) H+ + NO3- + TBP = HNO3 . TBP (2) Khi c¸c ph¶n øng ®¹t c©n b»ng, ta cã: [UO ] . [NO ] . [TBP ] 2 2+ 2 2 3 2+ 2 2 2 3 3. TÝnh to¸n ®iÒu kiÖn c©n b»ng pha cho hÖ H20 + HN03 - uran - TBP + dÇu háa (3) 2 [ UO 2 (NO 3 )2 .2TBP] = [UO ] = k u .[NO ] [TBP ] [HNO3 .TBP] = k .[NO ] . [TBP] = [H + ] DU Uran trong pha n íc ® îc lÊy mÉu, pha lo]ng, ®iÒu chØnh m«i tr êng ®Õn 1 - 2% HNO3 v0 ph©n tÝch b»ng ICP, HNO3 ® îc ph©n tÝch b»ng ph ¬ng ph¸p chuÈn ®é. [UO 2 (NO 3 )2 .2TBP ] (4) trong ®ã biÓu thøc trong ngoÆc chØ nång ®é cña phÇn tö t ¬ng øng. 2. Ph ¬ng ph¸p ph©n tÝch kU = 13,50 14,2 H (5) 3 (6) Gäi nång ®é TBP ban ®Çu l0 [TBP]0 ta cã: [TBP] = [TBP]0 - [HNO3 . TBP] - 2 [UO2 (NO3)2 . 2TBP] (7) ViÖc x¸c ®Þnh hÖ sè ph©n bè cña uran v0 H+ thùc hiÖn ® îc b»ng c¸ch gi¶i hÖ ph ¬ng tr×nh (1) - (7): 2 DU = 1 + k H [H + ][NO 3 ] 4 k U [NO 3 ][UO 22+ ] .1 1+ [TBP] 0 .8k U .[UO 22+ ] . 1 + k H [H + ][NO 3 ] (8) [NO 3 ] 2 2 DH = [ ][ ] [ ] 1 + k H H + NO 3 . 1 kU 2+ 4 NO 3 UO 2 kH [ ] 1+ [TBP ]0 .8k U .[UO 22+ ] [ ][NO ] [NO ] 1+ kH H + 2 (9) 3 2 3 27 C¸c h»ng sè c©n b»ng ch a biÕt ® îc x¸c ®Þnh qua biÓu thøc kinh nghiÖm cña Baumgarten: kU = 8,791 + 6,071 µ - 6,176 µ2 + 1,579 µ3 kH = 0,385 - 0,155 µ + 0,024 µ 2 (10) (11) víi µ l0 lùc ion cña hçn hîp: l0 vïng nång ®é hÇu hÕt c¸c thiÕt bÞ trÝch ly ho¹t ®éng, c¸c kÕt qu¶ tÝnh to¸n còng phï hîp rÊt tèt víi c¸c sè liÖu thùc nghiÖm, v0 n»m trong ph¹m vi sai sè cña c¸c nguån t0i liÖu c«ng bè kh¸c nhau [1]. Trªn c¬ së c¸c biÓu thøc trªn, mét thuËt to¸n v0 ch ¬ng tr×nh tÝnh to¸n ®] ® îc lËp ra ®Ó x¸c ®Þnh nång ®é c©n b»ng cña uran v0 HNO3 trong hÖ chiÕt uran b»ng TBP tõ m«i tr êng axit nitric. Nh vËy thuËt to¸n v0 ch ¬ng tr×nh nªu trªn cã thÓ sö dông nh mét ®¬n vÞ ch ¬ng tr×nh c¬ së ®Ó tÝnh to¸n ®iÒu kiÖn c©n b»ng pha trong hÖ H20 + HNO3 - uran - TBP - mét trong nh÷ng ®iÒu kiÖn cÇn thiÕt ®Ó tÝnh to¸n ®éng lùc v0 nhê ®ã tÝnh to¸n qu¸ tr×nh trao ®æi chÊt trong c¸c lo¹i thiÕt bÞ trÝch ly. III - So s¸nh c¸c kÕt qu¶ thùc nghiÖm v> tÝnh to¸n víi t>i liÖu tham kh¶o C«ng tr×nh n(y ® îc ho(n th(nh víi sù hç trî cña Ch ¬ng tr×nh nghiªn cøu c¬ b¶n trong lÜnh vùc khoa häc tù nhiªn. µ = [H+] + 3[UO22+] (12) §èi víi hÖ H20 - axeton - toluen, c¸c kÕt qu¶ thùc nghiÖm cho thÊy cã sù trïng hîp rÊt tèt víi c¸c sè liÖu cña Hackl v0 Schroeter [2]. §iÒu ®ã chøng tá c¸c sè liÖu vÒ ® êng c©n b»ng còng nh ph ¬ng ph¸p ph©n tÝch th0nh phÇn axeton l0 ho0n to0n ®ñ tin cËy cho viÖc sö dông v0o c¸c tÝnh to¸n vÒ sau. Trªn c¬ së c¸c nghiªn cøu trªn, chóng t«i ®] x¸c ®Þnh ® îc ph ¬ng tr×nh c©n b»ng cña hÖ n íc - axeton - toluen: (13) y* = 0,6795 x* + 0,0173 (x*)2 * * trong ®ã y v0 x l0 nång ®é c©n b»ng cña axeton trong pha h÷u c¬ v0 pha n íc t ¬ng øng. §èi víi hÖ H20 + HNO3 - uran - TBP + dÇu háa, c¸c kÕt qu¶ tÝnh to¸n ë vïng nång ®é axit thÊp cho thÊy phï hîp ho0n to0n víi c¸c t0i liÖu ®] c«ng bè. ë vïng nång ®é axit cao (trªn 200 g/l) 28 T>i liÖu tham kh¶o 1. A. Nothaft. Modelbildung. Simulation und Regelung von Fluessig - Fluessig - Extraktoren - Dissertation, Stuttgart (1991). 2. M. Lorenz. Untersuchungen zum fluiddynamischen Verhalten von pulsierten Siebboden - Extraktionskolonnen - Dissertation. TU Clausthal (1990). 3. D. Niebur. Untersuchungen zur Fluiddynamik in pulsierten Siebboden - Extraktionskolonnen - Dissertation. TU Clausthal (1982). 4. NguyÔn Minh TuyÓn, Ph¹m V¨n Thiªm, Phan §×nh TuÊn. B¸o c¸o khoa häc t¹i Héi nghÞ to0n quèc vÒ C¸c ®Ò t0i hãa lý v0 hãa lý thuyÕt, H0 Néi (1999).
This site is protected by reCAPTCHA and the Google Privacy Policy and Terms of Service apply.