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本文用测定萃取有机相的电导率变化研究叔胺(N235)萃取盐酸体系中第三相形成的原因及改性剂消除第三相的作用机理。结果表明,萃取过程首先是N235与HCl在有机相中形成R3NH+(H2O)3·Cl-结构的萃合物,该萃合物是以离子对的形式进入有机相,使有机相具有一定的导电性。该萃合物的一端是疏水性的大体积非极性烷基-R3,另一端是亲水性的-H+(H2O)3Cl-,因此它在正十二烷中溶解度极低,于是聚集于水油界面之间形成第三相。改性剂TBP消除第三相的作用机理我们认为是TBP够将萃合物R3NH+(H2O)3·Cl-拆分为可溶于正十二烷的R3NH+(H2O)3·O=P(OC4H9)3大阳离子,同时Cl-离子以抗衡离子存在于正十二烷中,两种离子一起分散在非极性溶剂中形成能导电的有机溶液,使不溶于正十二烷的萃合物转化为可溶解的正负离子,因而使萃取体系不再出现第三相。TBP浓度在萃取1mol/LHCl体系中只影响有机相的电导率而不影响萃取率,萃取率由N235的浓度决定。
N235-C12H26体系萃取不同浓度HCl的对比实验表明,在无改性剂TBP存在的情况下,N235-C12H26体系萃取不同浓度的HCl均会产生第三相。当HCl浓度较低时,容易发生W/O乳化现象。随着待萃水相HCl浓度的增高,有机相中HCl浓度也随之增高,但萃取率、第三相的体积以及电导率随待萃水相HCl浓度变化有不同的变化趋势。当在有机相中加入20%TBP后,在HCl浓度低时完全可以消除第三相,但在HCl浓度高时(≥5mol/L),第三相再次出现。同时,在HCl浓度较高时(≥3mol/L),TBP具有一定的协同萃取作用,使萃取率较之无TBP时在一定程度上有增大的趋势。加入改性剂TBP消除第三相后,随有机相中极性溶剂浓度的增大及导电物种浓度增大,有机相的电导率逐渐升高。
N235-C12H26萃取HCl体系中不同改性剂的对比实验表明,高碳醇类消除N235萃取HCl体系的第三相的效果比TBP略优,[TBP](o)≥10%时可以消除第三相,对于正辛醇、混合醇、异辛醇体系,[醇](o)≥5%时即可以消除第三相。对于萃取高浓度的HCl时,TBP、正辛醇、混合醇具有一定的协同萃取效应,其中TBP>正辛醇>混合醇,异辛醇无协同萃取效应;对于萃取低浓度的HCl时,改性剂的浓度不影响萃取率,萃取率主要由N235的浓度决定。各改性剂对有机相电导率的影响为:TBP>正辛醇>混合醇>异辛醇。
对于表面活性剂从碱性氰化液中萃取金的萃合物在有机相中的存在状态的研究,结果表明,当CTMAB加入水相时,表面活性剂阳离子CTMA+首先和Au(CN)2-形成缔合盐,并聚集为沉淀,我们证实了该沉淀中不含水分子。当用TBP对此溶液进行萃取时,我们认为是TBP分子中膦氧键(P=O)与季胺阳离子发生了缔合,使具有表面活性的R4N+阳离子转化为丧失了表面活性的R4N+·O=P(OC4H9)3大阳离子。这种大阳离子容易溶于非极性有机溶剂中,并根据溶液的电中性原理,将面电荷很小的Au(CN)2-拉入有机相,Au(CN)2-离子将与大阳离子一起分散在非极性溶剂中形成有微弱电导率的有机溶液。实验证实载金有机相电导率逐渐增大的原因并不是由于逐级萃取进入有机相中的水含量增加,而是因为随TBP浓度的增大,有机相中导电物种的浓度增大的缘故,本文实验结果符合以上的观点。