TIỂU LUẬN MÔN TÁCH CHIẾT VÀ PHÂN CHIA BẰNG DUNG MOI HỮU CƠ: TÌM HIỂU VỀ ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP CHIẾT CÁC CHẤT TRONG KỸ THUẬT CÁC CHẤT VÔ CƠ

LOGO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHỐ CHÍ MINH
 KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC 

TIỂU LUẬN MÔN
TÁCH CHIẾT VÀ PHÂN CHIA BẰNG DUNG MOI HỮU CƠ
GVHD : Ths. Huỳnh Thị Mỹ Hiền
SVTH : Trần Văn Lộc 10080021
Phạm Trọng Nghĩa 10033111
LỚP : DHPT6
ĐỀ TÀI 14
TÌM HIỂU VỀ ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP CHIẾT CÁC CHẤT
TRONG KỸ THUẬT CÁC CHẤT VÔ CƠ
Chiết các nguyên tố đất hiếm
1
2
b
b
NỘI DUNG
b
Ứng dụng trong chiết Ce (+4)
Ứng dụng trong chiết Hg
a
Chiết các nguyên tố đất hiếm
Chiết kim loại màu
3
Ứng dụng trong chiết Au
Ứng dụng chiết MgO
a
Chiết một vài nguyên tố khác
a

Chiết các nguyên tố đất hiếm
•
Phương pháp chiết được ứng dụng để
điều chế tinh quặng các nguyên tố đất
hiếm và các nguyên tố riêng đặc biết.
•
Chất chiết sử dụng nhiều nhất là các hợp
chất cơ photspho trong đó đặc biệt là
tributylphotphat(TBP) và diety hexyl
photphoric axit (DZEHPA)
Tổng quan
Chiết các nguyên tố đất hiếm
•
Điều quan trọng khi chiết các nguyên tố đất hiếm bằng các hợp chất cơ
photpho là hệ số phân bố và các yếu tố tách của chúng phụ thuộc nhiều
vào nồng độ chất chiết và nồng độ của các chất điện ly.
•
Dựa vào đó người ta tách nguyên tố đất hiếm ra khỏi nguyên tố khác và
tách chúng khỏi nhau nhờ sự điều chỉnh này.
Tổng quan
Chiết các nguyên tố đất hiếm
Lấy phần dung dịch trong để tiến hành chiết, tách NTĐH. Các nguyên tố đất
hiếm được thu hồi trên phễu chiết có dung tích 20ml bằng hỗn hợp 2 tác nhân
chiết TiAP 0,5M + PC88A 0,5M - dầu hoả . Tỷ lệ thể tích của pha nước và
pha hữu cơ là 1:1. Thời gian chiết và phân pha là 5 phút. Sau khi tách riêng
hai pha, nồng độ nguyên tố đất hiếm trong pha nước và pha hữu cơ được xác
định bằng phương pháp chuẩn độ với dung dịch chuẩn DTPA 10-2M trong sự
có mặt của thuốc thử Arsenazo(III).
Chiết các nguyên tố đất hiếm
Hệ số tăng cường chiết của hệ gồm hỗn hợp hai tác nhân chiết 1 và 2, có

hệ số phân bố D1, D2 và D1,2 được xác định bằng biểu thức sau:
Sx = lg
Trong đó:Sk là hệ số tăng cường chiết
D1, D2 là hệ số phân bố của các đơn tác nhân chiết
D1,2 là hệ số phân bố của hỗn hợp tác nhân chiết
Hiệu ứng tăng cường chiết xảy ra khi trộn các tác nhân chiết thì hệ số
phân bố lớn hơn so với đơn tác nhân chiết.

Chiết các nguyên tố đất hiếm

Ln(NO3)3 0,1M, nồng độ axit nitric thay đổi từ
0,1M đến 2M

Khi tăng nồng độ HNO3, hệ số phân bố D của
các NTĐH có xu hướng giảm dần vì tác nhân
chiết PC88A thực hiện quá trình chiết NTĐH

Phản ứng trao đổi cation:
Ln3+(n) + 3 H2L2 (hc) Ln(HL2)3 (hc) + H+(n)

Hệ số phân bố NTĐH có khuynh hướng tăng
theo chiều tăng số thứ tự nguyên tử do

Ảnh hưởng của nồng độ axit nitric cân bằng đến hệ số phân bố của NTĐH
trong hệ Ln(NO3)3 - HNO3 - PC88A 0,5M
Sự phụ thuộc hệ số D của La,Nd,Sm,Y vào nồng độ
cân bằng axit HNO3 trong pha nước của hệ chiết với PC88A.
Chiết các nguyên tố đất hiếm
Ảnh hưởng của nồng độ axit cân bằng đến hệ số phân bố của NTĐH trong hệ
Ln(NO3)3 - HNO3 - TiAP 0,5M - dầu hoả

Ln(NO3)3 0,1M, nồng độ HNO3 thay đổi từ 0,2
- 6 M. khi tăng nồng độ axit HNO3 trong pha
nước, D của NTĐH tăng nhanh trong khoảng
nồng độ axit cân bằng từ 0 đến 2M do chiết
NTĐH xảy ra theo cơ chế solvat, làm cho hệ số
phân bố tăng lên, và nếu tiếp tục tăng nồng độ
axit HNO3, sẽ xảy ra sự chiết cạnh tranh giữa
Ln(NO3)3 và HNO3, tạo ra các hợp chất solvat
Ln(NO3)3. xTiAP và HNO3.yTiAP, làm cho D
giảm, theo các phương trình phản ứng sau:
Ln3+(n) + 3 NO3-(n) + xTiAP (hc) Ln(NO3)3.
xTiAP (hc)
HNO3 (n) + xTiAP (hc) HNO3. xTiAP (hc)
Sự phụ thuộc hệ số phân bố của La, Nd, Sm, Y vào nồng độ
cân bằng axit HNO3 trong pha nước của hệ chiết với TiAP
Chiết các nguyên tố đất hiếm

Ảnh hưởng của nồng độ tác nhân chiết đến hiệu ứng tăng cường chiết
(Sk) của hỗn hợp TiAP + PC88A - dầu hoả
NTĐH với Ln3+ 0.1M, nồng độ axit nitric cân bằng 0.5M, nồng độ tác
nhân chiết TiAp + PC88A – Dầu hỏa được thay đổi từ 0.10M đến 1.25M.
Nồng độ tác nhân chiết Tác nhân chiết
Nd Y
D Sk D Sk
0.10M
TiAP
PC88A
TiAP+PC88A
0.034
0.009

0.037
-
0.015
0.890
0.900
-
0.25M
TiAP
PC88A
TiAP+PC88A
0.053
0.011
0.124
0.287
0.026
1.035
1.103
0.016
0.50M
TiAP
PC88A
TiAP+PC88A
0.066
0.014
0.187
0.390
0.032
1.150
1.282
0.037

0.75M
TiAP
PC88A
TiAP+PC88A
0.088
0.029
0.485
0.618
0.048
2.380
4.638
0.278
1.0M
TiAP
PC88A
TiAP+PC88A
0.071
0.067
0.708
1.570
0.095
4.090
9.520
0.357
1.25M
TiAP
PC88A
TiAP+PC88A
0.087
0.125

0.98
2.230
0.108
15.76
67.54
0.631
ẢnhhưởngcủanồngđộtácnhânchiếtđếnhệsốcườngchiếtSk
Chiết các nguyên tố đất hiếm
Ảnh hưởng của nồng độ axit nitric cân bằng đến hiệu ứng tăng cường chiết (Sk)
của hỗn hợp TiAP + PC88A - dầu hỏa

Thí nghiệm được tiến hành với nồng độ ban đầu của Ln3+ 0.1M, tác nhân
chiết hỗn hợp TiAP 0.5M + PC88A 0.5M– Dầu hỏa. Nồng độ axit nitric cân
bằng được thay đổi: từ 0.1M đến 1.0M. Kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của
nồng độ axit nitric cân bằng đến hệ số tăng cường chiết Sk được trình bày ở
bảng sau:
Chiết các nguyên tố đất hiếm
[HNO3]
cân bằng
Tác nhân chiết
Nd Y
D Sk D Sk
0.1M
TiAP
PC88A
TiAP+PC88A
0.010
0.106
0.712
0.788

0.014
2.451
2.530
0.011
0.25M
TiAP
PC88A
TiAP+PC88A
0.022
0.056
0.372
0.678
0.018
1.381
1.475
0.023
0.5M
TiAP
PC88A
TiAP+PC88A
0.032
0.014
0.187
0.608
0.021
1.150
1.298
0.044
0.75M
TiAP

PC88A
TiAP+PC88A
0.042
0.003
0.166
0.567
0.059
0.340
0.459
0.061
1M
TiAP
PC88A
TiAP+PC88A
0.045
0.001
0.080
0.240
0.063
0.141
0.312
0.184
Từ bảng, ta thấy trong phạm vi nồng độ được khảo sát của axit nitric, khi tăng nồng độ
axit cân bằng, hệ số tăng cường chiết của NTĐH về phía nhóm nặng tăng.
Ảnh hưởng của nồng độ axit nitric cân bằng đến hệ số cường chiết Sk
Chiết các nguyên tố đất hiếm
Hiệu ứng tăng cường chiết (Sk) của NTĐH bằng hỗn hợp TiAP và PC88A.
NTĐH
D hoặc Sk
La Nd Sm Y

D (TiAP) 0.0094 0.014 0.052 0.032
D (PC88A) 0.015 0.066 0.079 1.150
D (TiAP+PC88A) 0.106 0.187 0.211 1.282
Sk 0.639 0.368 0.207 0.037
Nồng độ ban đầu của các dung dịch Ln(NO3)3 là 0.1M, nồng độ dung dịch HNO3
cân bằng 0.5M. Tác nhân chiết là hỗn hợp TiAP 0.5M + PC88A 0.5M – Dầu hỏa
theo thể tích với tỷ lệ 1:1
Ứng dụng trong chiết Ce (+4)
Chiết Ce ra khỏi các nguyên tố đất hiếm, Th, U bằng phương pháp giải
chiết trong các điều kiện khác nhau nhằm mục đích thu hồi và làm sạch
Ce có trong quặng sa khoáng monazit.
Quặng sa khoáng monazit được tinh chế làm giàu, sấy khô và trộn đều
sau đó ngâm chiết trong 48 giờ bằng dung dịch HNO3 10-12M với tỷ
lệ axit/quặng là 2/1.
Dung dịch thu được đem pha loãng 5 lần rồi lắng, gạn.
Ứng dụng trong chiết Ce (+4)
Ce(IV) trong pha hữu cơ đưc khử hoàn toàn thành Ce(III) bằng dung dịch H2O2
10%. Sau đó, pha hữu cơ được rửa giải bằng dung dịch HNO3 có nồng độ thay đổi
từ 2M đến 8M. Khả năng rửa giải Ce(III) từ pha hữu cơ được trình bày trong bảng
sau:
[H+],mol/l Lần 1,% Lần 2,% Lần 3,% Tổng cộng
2 51,21 14,35 3.2 68,76
4 61,76 22,45 7.61 91,91
6 81,73 16,89 Vết 98,62
8 89,47 10.36 0 99,83
Ứng dụng trong chiết Ce (+4)

Hiệu suất thu hồi Ce khỏi pha hữu cơ đạt rất cao từ 98,62% (HNO36M) đến
99,83% (HNO3 8M) trong sự có mặt của H2O2 10% và sau 2 lần giải chiết.
Tuy nhiên, với nồng độ HNO3 8M sẽ ảnh hưởng đến độ bền của thiết bị .


Lần rửa giải thứ nhất tách được 86,44% và lần thứ hai tách được 12,31%.
Như vậy qua 1 lần chiết và 2 lần rửa giải, Ce đã được tách ra với hiệu suất
98,75%, độ sạch đạt 97,80%. Lặp lại qui trình này một lần nữa và thu được
Ce với độ sạch 99,05%, Thori chỉ chiếm 0,83 g/ml và không có Uran.
Chiết kim loại màu
Ứng dụng trong chiết Au
Clip
Chiết một vài nguyên tố khác
Ứng dụng chiết MgO

Hiện nay có rất nhiều hợp kim thép như Fe-Ni-Mg, Fe-C-P nhưng chất
lượng khác nhau

Loại các nguyên tố ảnh hưởng có thể làm tăng chất lượng của thép
Chiết một vài nguyên tố khác
Mẫu
Làm
sạch
Hòatan
Lọc
Điện
phân
Thu
dịchlọc
Tiếnhành
phântích
Ứng dụng chiết MgO
Chiết một vài nguyên tố khác
Ứng dụng chiết MgO

Chiết một vài nguyên tố khác
Ứng dụng chiết MgO
Nguyên
nhân
Xácđịnhđộ
tinhkhiết
củadung
dịchaxit
Hgdùng
trongthời
giandài
gâybệnh
Chiết một vài nguyên tố khác
Ứng dụng trong chiết Hg
Chiết một vài nguyên tố khác
Ứng dụng trong chiết Hg
50 ml
Mẫu
Lắc Chiết
Phân tích
Thêm dung
môi
Chiết một vài nguyên tố khác
Ứng dụng trong chiết Hg
Tài liệu tham khảo
1. Phạm Văn Hai -Hiệu ứng tăng cường chiết nguyên tố đất hiếm bằng hỗn hợp
triizoamylphotphat và axit 2-etylhexyl 2-etylhexyl photphonic từ dung dịch axit
Nitric –Tạp Chí khoa Hoc và Công Nghệ- số 2/2009
2.Nguyễn Thị Tố Nga- Cơ sở lý thuyết và ứng dụng của các quá trình chiết-nhà
xuát bản đại học quốc gia TP.HCM-tr 186,187,188,189

3.S.A.MAREI-extraction of mercury by inert solvents from pure and mixed acids-
Journal of Radioanalytycal chemistry, vol 43(1978)
4.Ryo Inoue, Extraction of Nonmetallic Inclution Particles Containing MgO from
Steel-ISIJ international, vol 51(2011)