Способ извлечения 1-амино-2-нафтол-4-сульфокислоты из водных растворов

Изобретение относится к способу извлечения 1-амино-2-нафтол-4-сульфокислоты из водных растворов, который включает экстракцию органическим растворителем. Экстракцию проводят 1,4-диоксаном из водного раствора, насыщенного сульфатом аммония, с рН 0,1-1,0 при объемном соотношении экстрагента и водной пробы 0,3:10. Изобретение позволяет практически полностью извлечь 1-амино-2-нафтол-4-сульфокислоту при незначительном (менее 5%) извлечении 1-амино-8-нафтол-2,4-дисульфокислоты и 1-амино-8-нафтол-3,6-дисульфокислоты. 1 табл.

 

Изобретение относится к аналитической химии органических соединений и может быть рекомендовано для анализа очищенных сточных вод, содержащих 1-амино-2-нафтол-4-сульфокислоту (1А2Н4СК) в присутствие 1-амино-8-нафтол-2,4-дисульфокислоты (1А8Н24СК) и 1-амино-8-нафтол-3,6-дисульфокислоты (1А8Н36СК).

В качестве прототипа выбран способ извлечения 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% (1А2Н4СК), 8,8% (1А8Н24СК), 8,7% (1А8Н36СК).

В предложенной системе невозможно селективное извлечение 1А2Н4СК в присутствии аминонафтолдисульфокислот.

Задачей изобретения является повышение избирательности извлечения: практически полное (до 96-97%) 1А2Н4СК при минимальном (менее 5%) 1А8Н24СК и 1А8Н36СК.

Поставленная задача достигается за счет того, что при извлечении аминонафтолсульфокислот из водных растворов, новым является то, что экстракцию проводят 1,4-диоксаном из водного раствора, насыщенного сульфатом аммония с рН 0,1-1,0 при объемном соотношении экстрагента и водной пробы 0,3:10.

Технический результат достигается тем, что аминонафтолсульфокислоты извлекают 1,4-диоксаном, экстракцию проводят из насыщенного раствора сульфата аммония при рН 0,1-1,0.

Предлагаемый способ извлечения 1А2Н4СК из водных растворов осуществляется следующим образом.

К водному раствору, содержащему 1А2Н4СК, 1А8Н24СК и 1А8Н36СК с концентрацией 10^-4 моль/дм³, добавляют высаливатель - сульфат аммония до насыщения, хлористоводородную кислоту до рН 0,1-1,0 и 1,4-диоксан из расчета 0,3 см³ раствора на каждые 10 см³ водного раствора, экстрагируют на вибросмесителе 7-10 мин, отделяют экстракт. Равновесную концентрацию 1А2Н4СК в водном растворе определяют по реакции диазотирования в нейтральной среде в присутствии солей Cu(II) [Химическая энциклопеция: T.1 - М.: Большая Рос.энцикл., 1998, с.140]. К раствору 1А2Н4СК с рН 0,1-1,0 добавляют концентрированный раствор щелочи до рН 5,8-6,2, по 1 см³ 1% раствора нитрита натрия на каждые 5 см³ анализируемого раствора и 0,1 см³ 1 моль/дм³ раствора соли Cu(II) на каждые 10 см³ анализируемого раствора (КФК-2МП, λ=400 нм). Определение 1А8Н24СК и 1А8Н36СК проводится по реакции с диазотированной сульфаниловой кислотой (λ=400 нм, КФК-2МП).

В предложенных условиях в экстракт переходит 96,7% 1А2Н4СК, 4,65-4,75% 1А8Н36СК и 4,43-4,67% 1А8Н24СК.

Примеры осуществления способа

Пример 1 (рН раствора за верхним пределом заявляемой величины). К водному раствору, содержащему 1А2Н4СК и 1А8Н24СК, добавляют сульфат аммония до насыщения, НСl до рН 1,1 и 1,4-диоксан из расчета 0,3 см³ раствора на каждые 10 см³ анализируемого раствора, экстрагируют на вибросмесителе 7-10 мин, отделяют экстракт. Степень извлечения (R,%) аминонафтолсульфокислот рассчитывают по формуле

R=(С_исх-С_равн)·100/С_исх,

где С_исх и С_равн - концентрации аминонафтолсульфокислот в исходном и равновесном растворах соответственно.

В экстракт переходит 96,2% 1А2Н4СК (С_равн=3,8·10^-6 моль/дм³) и 6,52% 1А8Н24СК (С_равн=9,35·10^-5 моль/дм³). Извлекается более 5% 1А8Н24СК при практически полном извлечении 1А2Н4СК. Способ невыполним.

Пример 2 (рН раствора за верхним пределом заявляемой величины). К водному раствору, содержащему 1А2Н4СК и 1А8Н36СК, добавляют сульфат аммония до насыщения, НСl до рН 1,1 и 1,4-диоксан из расчета 0,3 см³ раствора на каждые 10 см³ анализируемого раствора, экстрагируют на вибросмесителе 7-10 мин, отделяют экстракт. Далее анализ выполняют, как в примере 1. В экстракт переходит 96,2% 1А2Н4СК и 6,77% 1А8Н36СК. Извлекается более 5% 1А8Н36СК при практически полном извлечении 1А2Н4СК. Способ невыполним.

Пример 3 (рН раствора за нижним пределом заявляемой величины). К водному раствору, содержащему 1А2Н4СК и 1А8Н24СК, добавляют сульфат аммония до насыщения, НСl до рН 0 и 1,4-диоксан из расчета 0,3 см³ раствора на каждые 10 см³ анализируемого раствора, экстрагируют на вибросмесителе 7-10 мин, отделяют экстракт. Далее анализ выполняют, как в примере 1. В экстракт переходит 96,5% 1А2Н4СК и 5,05% 1А8Н24СК. Извлекается более 5% 1А8Н24СК при практически полном извлечении 1А2Н4СК. Способ невыполним.

Пример 4 (рН раствора за нижним пределом заявляемой величины). К водному раствору, содержащему 1А2Н4СК и 1А8Н36СК, добавляют сульфат аммония до насыщения, НСl до рН 0 и 1,4-диоксан из расчета 0,3 см³ раствора на каждые 10 см³ анализируемого раствора, экстрагируют на вибросмесителе 7-10 мин, отделяют экстракт. Далее анализ выполняют, как в примере 1. В экстракт переходит 96,5% 1А2Н4СК и 5,15% 1А8Н36СК. Извлекается более 5% 1А8Н36СК при практически полном извлечении 1А2Н4СК. Способ невыполним.

Пример 5 (рН раствора в заявляемом интервале). К водному раствору, содержащему 1А2Н4СК и 1А8Н24СК, добавляют сульфат аммония до насыщения, НСl до рН 0,1 и 1,4-диоксан из расчета 0,3 см³ раствора на каждые 10 см³ анализируемого раствора, экстрагируют на вибросмесителе 7-10 мин, отделяют экстракт. Далее анализ выполняют, как в примере 1. В экстракт переходит 96,7% 1А2Н4СК и 4,67% 1А8Н24СК. Извлекается менее 5% 1А8Н24СК при практически полном извлечении 1А2Н4СК. Способ выполним.

Пример 6 (рН раствора в заявляемом интервале). К водному раствору, содержащему 1А2Н4СК и 1А8Н24СК, добавляют сульфат аммония до насыщения, НСl до рН 0,5 и 1,4-диоксан из расчета 0,3 см³ раствора на каждые 10 см³ анализируемого раствора, экстрагируют на вибросмесителе 7-10 мин, отделяют экстракт. Далее анализ выполняют, как в примере 1. В экстракт переходит 96,7% 1А2Н4СК и 4,43% 1А8Н24СК. Извлекается менее 5% 1А8Н24СК при практически полном извлечении 1А2Н4СК. Способ выполним.

Пример 7 (рН раствора в заявляемом интервале). К водному раствору, содержащему 1А2Н4СК и 1А8Н24СК, добавляют сульфат аммония до насыщения, НСl до рН 1,0 и 1,4-диоксан из расчета 0,3 см³ раствора на каждые 10 см³ анализируемого раствора, экстрагируют на вибросмесителе 7-10 мин, отделяют экстракт. Далее анализ выполняют, как в примере 1. В экстракт переходит 96,7% 1А2Н4СК и 4,58% 1А8Н24СК. Извлекается менее 5% 1А8Н24СК при практически полном извлечении 1А2Н4СК. Способ выполним.

Пример 8 (рН раствора в заявляемом интервале). К водному раствору, содержащему 1А2Н4СК и 1А8Н36СК, добавляют сульфат аммония до насыщения, НСl до рН 0,1 и 1,4-диоксан из расчета 0,3 см³ раствора на каждые 10 см³ анализируемого раствора, экстрагируют на вибросмесителе 7-10 мин, отделяют экстракт. Далее анализ выполняют, как в примере 1. В экстракт переходит 96,7% 1А2Н4СК и 4,69% 1А8Н36СК. Извлекается менее 5% 1А8Н24СК при практически полном извлечении 1А2Н4СК. Способ выполним.

Пример 9 (рН раствора в заявляемом интервале). К водному раствору, содержащему 1А2Н4СК и 1А8Н36СК, добавляют сульфат аммония до насыщения, НСl до рН 0,5 и 1,4-диоксан из расчета 0,3 см³ раствора на каждые 10 см³ анализируемого раствора, экстрагируют на вибросмесителе 7-10 мин, отделяют экстракт. Далее анализ выполняют, как в примере 1. В экстракт переходит 96,7% 1А2Н4СК и 4,65% 1А8Н36СК. Извлекается менее 5% 1А8Н24СК при практически полном извлечении 1А2Н4СК. Способ выполним.

Пример 10 (рН раствора в заявляемом интервале). К водному раствору, содержащему 1А2Н4СК и 1А8Н36СК, добавляют сульфат аммония до насыщения, НСl до рН 1,0 и 1,4-диоксан из расчета 0,3 см³ раствора на каждые 10 см³ анализируемого раствора, экстрагируют на вибросмесителе 7-10 мин, отделяют экстракт. Далее анализ выполняют, как в примере 1. В экстракт переходит 96,7% 1А2Н4СК и 4,75% 1А8Н36СК. Извлекается менее 5% 1А8Н24СК при практически полном извлечении 1А2Н4СК. Способ выполним.

Сравнительные характеристики известного и предлагаемого способов извлечения представлены в таблице.

Таблица
Показатели однократного извлечения	Известный способ	Предлагаемый способ
Степень извлечения (%) 1-амино-2-нафтол-4-сульфокислота 1-амино-8-нафтол-2,4-дисульфокислота 1-амино-8-нафтол-3,6-дисульфокислота	45,7 8,8 8,7	96,7 4,43 4,65
Число операций, необходимых для достижения 96-97%-ного извлечения 1-амино-2-нафтол-4-сульфокислоты	4	1
Селективность концентрирования	Не достигается	Достигается

Способ извлечения 1-амино-2-нафтол-4-сульфокислоты из водных растворов, включающий экстракцию органическим растворителем, отличающийся тем, что экстракцию проводят 1,4-диоксаном из водного раствора, насыщенного сульфатом аммония, с рН 0,1-1,0 при объемном соотношении экстрагента и водной пробы 0,3:10.