способ извлечения аминонафтолсульфокислот и аминофенолсульфокислот из водных растворов

Формула изобретения

Способ экстракционного извлечения 1-амино-2-нафтол-4-сульфокислоты и 2-аминофенол-4-сульфокислоты из водных растворов, включающий экстракцию органическим растворителем, отличающийся тем, что к анализируемому раствору предварительно добавляют водный раствор додецилсульфоната натрия до его концентрации в растворе 1,5-10 ^-4-1,6-10^-4 моль/дм³, хлористоводородную кислоту до 1,5-1,6 моль/дм³ и сульфат аммония до насыщения, в качестве экстрагента применяют 1,4-диоксан при объемном соотношении экстрагента и полученного раствора 1:10.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к аналитической химии органических соединений и может быть рекомендовано для извлечения 1-амино-2-нафтол-4-сульфокислоты и 2-аминофенол-4-сульфокислоты из очищенных сточных вод производства азокрасителей.

В качестве прототипа выбран способ концентрирования нафтоламиносульфокислот из водных растворов диэтиловым эфиром этиленгликоля [Ермолаева Т.Н., Комарова Ю.Н., Суханов П.Т. - Изв. вузов. Химия и хим. технология, 1999, т.42, вып.1, с.108-111]. При этом степень извлечения составляет 45,7% для 1-амино-2-нафтол-4-сульфокислоты (1А2Н4СК) и 67,3% для 2-аминофенол-4-сульфокислоты (2АФ4СК).

Недостатком способа является невозможность достижения 96-99%-го и более извлечения кислот при однократной экстракции.

Технической задачей изобретения является повышение степени извлечения аминонафтолсульфокислот до 99% и аминофенолсульфокислот до 96% из водных растворов.

Поставленная задача достигается за счет того, что экстракционное извлечение 1-амино-2-нафтол-4-сульфокислоты и 2-аминофенол-4-сульфокислоты из водных растворов, включающее экстракцию органическим растворителем, новым является то, что к анализируемому раствору предварительно добавляют водный раствор додецилсульфоната натрия до его концентрации в растворе 1,5·10^-4-1,55·10^-4 моль/дм³, хлористоводородную кислоту до 1,5-1,6 моль/дм ³, объемное соотношение экстрагента и пробы 1: 10. Извлечение проводят из насыщенного (43% мас.) раствора сульфата аммония.

Технический результат достигается тем, что аминосульфокислоты извлекают 1,4-диоксаном, экстракцию проводят из насыщенного раствора сульфата аммония в присутствии додецилсульфоната натрия.

Предлагаемый способ извлечения аминонафтол- и аминофенолсульфокислот из водных растворов осуществляется следующим образом.

К анализируемому раствору с исходной концентрацией сульфокислоты 10^-4 моль/дм³ добавляют додецилсульфонат натрия до получения раствора с концентрацией 1,5·10 ^-4-1,55·10^-4 моль/дм³, кристаллический сульфат аммония до насыщения и хлористоводородную кислоту до 1,5-1,6 моль/дм³. Отбирают 10 см³ полученного раствора, добавляют 1 см³ 1,4-диоксана и экстрагируют на вибросмесителе 7-10 мин. Равновесную концентрацию нафтолмоносульфокислот в водном растворе находят фотометрически по реакции с диазотированной сульфаниловой кислотой (КФК-2МП, =400 нм) для 2АФ4СК и по реакции диазотирования в нейтральной среде в присутствии солей Си²⁺ [Химическая энциклопеция: T.1 - М.: Большая Рос. эн-цикл., 1998. - С.140] (КФК-2МП, =400 нм) для 1А2Н4СК.

В органическую фазу переходит 99,6% 1А2Н4СК и 96,1% 2АФ4СК по сравнению с исходным содержанием в анализируемом растворе.

Примеры осуществления способа

Пример 1 (экстракция в отсутствие высаливателя). К анализируемому раствору добавляют додецилсульфонат натрия до получения раствора с концентрацией 1,5·10^-4 моль/дм³ и хлористоводородную кислоту до 1,58 моль/дм³. Отбирают 10 см³ полученного раствора, добавляют 1 см³ 1,4-диоксана и экстрагируют на вибросмесителе 7-10 мин. Органическая фаза не образуется, экстракция невозможна, способ невыполним.

Пример 2 (концентрация высаливателя за нижним пределом заявляемого содержания). К анализируемому раствору добавляют додецилсульфонат натрия до получения раствора с концентрацией 1,5·10 ^-4 моль/дм³, хлористоводородную кислоту до 1,58 моль/дм и сульфат аммония до получения раствора с концентрацией 42% мас. Отбирают 10 см³ полученного раствора, добавляют 1 см³ 1,4-диоксана и экстрагируют на вибросмесителе 7-10 мин. Объем органической фазы незначителен (менее 0,1 см ³), экстракция затруднительна, способ невыполним.

Пример 3 (концентрация высаливателя за верхним пределом заявляемого содержания). К анализируемому раствору добавляют додецилсульфонат натрия до получения раствора с концентрацией 1,5·10 ^-4 моль/дм³ и хлористоводородную кислоту до 1,58 моль/дм³, сульфат аммония до насыщения и еще 0,1 г кристаллического сульфата аммония. Отбирают 10 см³ полученного раствора, добавляют 1 см³1,4-диоксана и экстрагируют на вибросмесителе 7-10 мин. Степень извлечения (R, %) сульфокислот рассчитывают по формуле

R=(С_исх. -С_равн.)·100/С_исх.;

где С_исх. и С_равн. - концентрации сульфокислоты в исходном и равновесном растворах соответственно. В органическую фазу переходит 99,6% 1А2Н4СК и 96,1% 2АФ4СК. Способ осуществим.

Пример 4 (содержание хлористоводородной кислоты за верхним пределом заявляемой величины). К анализируемому раствору добавляют додецилсульфонат натрия до получения раствора с концентрацией 1,5·10^-4 моль/дм³ и хлористоводородную кислоту до концентрации 1,95 моль/дм³ и сульфат аммония до насыщения. Отбирают 10 см³ полученного раствора, добавляют 1 см³ 1,4-диоксана и экстрагируют на вибросмесителе 7-10 мин. Объем органической фазы незначителен (менее 0,1 см ³), экстракция невозможна, способ неосуществим.

Пример 5 (содержание хлористоводородной кислоты за верхним пределом заявляемой величины). К анализируемому раствору добавляют додецилсульфонат натрия до получения раствора с концентрацией 1,5·10 ^-4 моль/дм³ и хлористоводородную кислоту до концентрации 1,70 моль/дм³ и сульфат аммония до насыщения. Отбирают 10 см³ полученного раствора, добавляют 1 см³ 1,4-диоксана и экстрагируют на вибросмесителе 7-10 мин. Объем органической фазы незначителен (менее 0,1 см ³), экстракция невозможна, способ неосуществим.

Пример 6 (содержание хлористоводородной кислоты за нижним пределом заявляемой величины). К анализируемому раствору добавляют додецилсульфонат натрия до получения раствора с концентрацией 1,5·10 ^-4 моль/дм³, хлористоводородную кислоту до концентрации 1,26 моль/дм³ и сульфат аммония до насыщения. Отбирают 10 см³ полученного раствора, добавляют 1 см³ 1,4-диоксана и экстрагируют на вибросмесителе 7-10 мин. Далее анализ выполняют, как в примере 3. В органическую фазу переходит 99,4% 1А2Н4СК и 95,8% 2АФ4СК. Для 2АФ4СК 96%-ное извлечение не достигается. Способ неосуществим.

Пример 7 (содержание хлористоводородной кислоты за нижним пределом заявляемой величины). К анализируемому раствору добавляют додецилсульфонат натрия до получения раствора с концентрацией 1,5·10^-4 моль/дм ³, хлористоводородную кислоту до концентрации 1,40 моль/дм³ и сульфат аммония до насыщения. Отбирают 10 см³ полученного раствора, добавляют 1 см³ 1,4-диоксана и экстрагируют на вибросмесителе 7-10 мин. Далее анализ выполняют, как в примере 3. В органическую фазу переходит 99,4% 1А2Н4СК и 95,9% 2АФ4СК. Для 2АФ4СК 96%-ное извлечение не достигается. Способ неосуществим.

Пример 8 (экстракция в отсутствии додецилсульфоната натрия) К анализируемому раствору добавляют хлористоводородную кислоту до концентрации 1,58 моль/дм ³ и сульфат аммония до насыщения. Отбирают 10 см ³ полученного раствора, добавляют 1 см³ 1,4-диоксана и встряхивают пробу на вибросмесителе 7-10 мин. Далее анализ выполняют, как в примере 3. В органическую фазу переходит 99,1% 1А2Н4СК и 95,0% 2АФ4СК. Для 2АФ4СК 96%-ное извлечение не достигается. Способ неосуществим.

Пример 9 (концентрация додецилсульфоната натрия за нижним пределом заявляемой величины). К анализируемому раствору добавляют додецилсульфонат натрия до получения раствора с концентрацией 1,4-10^-4 моль/дм³ и хлористоводородную кислоту до концентрации 1,58 моль/дм³ и сульфат аммония до насыщения. Отбирают 10 см³ полученного раствора, добавляют 1 см³ 1,4-диоксана и экстрагируют на вибросмесителе 7-10 мин. Далее анализ выполняют, как в примере 3. В органическую фазу переходит 99,5% 1А2Н4СК и 95,8% 2АФ4СК. Для 2АФ4СК 96%-ное извлечение не достигается. Способ неосуществим.

Пример 10 (концентрация додецилсульфоната натрия за пределом заявляемой величины). К анализируемому раствору добавляют додецилсульфонат натрия до получения раствора с концентрацией 1,6-10^-4 моль/дм³, хлористоводородную кислоту до концентрации 1,58 моль/дм³ и сульфат аммония до насыщения. Отбирают 10 см³ полученного раствора, добавляют 1 см³ 1,4-диоксана и экстрагируюит на вибросмесителе 7-10 мин. Далее анализ выполняют, как в примере 3. В органическую фазу переходит 99,6% 1А2Н4СК и 96,1% 2АФ4СК. Способ осуществим.

Пример 11 (концентрация додецилсульфоната натрия, рН раствора и концентрация высаливателя на уровне заявляемых величин). К анализируемому раствору добавляют додецилсульфонат натрия до получения раствора с концентрацией 1,5·10^-4 моль/дм ³, хлористоводородную кислоту до концентрации 1,58 моль/дм³ и сульфат аммония до насыщения. Отбирают 10 см³ полученного раствора, добавляют 1 см³ 1,4-диоксана и экстрагируют на вибросмесителе 7-10 мин. Далее анализ выполняют, как в примере 3. В органическую фазу переходит 99,6% 1А2Н4СК и 96,1% 2АФ4СК. Способ осуществим.

Сравнительные характеристики известного и предлагаемого способов извлечения представлены в таблице.

Показатели однократного извлечения	Известный способ	Предлагаемый способ
Степень извлечения (%): 1-амино-2-нафтол-4-сульфокислота 2-аминофенол-4-сульфокислота	45,7 67,3	99,6 96,1
Число операций необходимых для достижения 96-99%-ного извлечения: 1-амино-2-нафтол-4-сульфокислота 2-аминофенол-4-сульфокислота	4 3	1 1