3.8　有机胺类稀溶液的络合萃取

有机胺类物质包括芳香胺和脂肪胺，这类物质是重要的有机化工原料，常用于染料、有机颜料、橡胶助剂、农药、杀虫剂、造纸等行业。有机胺类稀溶液的毒性大，大多数属于生物难降解物质。有机胺类物质是典型的Lewis碱性物质，可以采用络合萃取法进行有效分离。苯胺稀溶液的络合萃取初步研究证明^［78］，对于典型的Lewis碱性有机物——有机胺，采用由酸性磷氧类络合剂，如二（2-乙基己基）磷酸（P204）组成的混合溶剂，可以提供较大的平衡分配系数D值。

在分析酸性磷氧类络合剂P204对有机胺类稀溶液的络合萃取平衡时，一般采用质量作用定律分析方法^［7］。另外，根据待分离溶质亲油性的差别，同时考虑了稀释剂对待分离溶质的物理萃取作用。在络合萃取平衡的描述中，提出如下假设：①研究体系的溶质浓度属于稀溶液范畴，近似认为待分离溶质及所形成的萃合物的活度正比于浓度；②采用的络合萃取剂中络合剂浓度远大于待萃溶质的摩尔浓度，形成的萃合物以1:1（有机胺与P204之比）为主，这一假设已被萃取体系的络合剂浓度和分配系数的双对数坐标法处理结果所验证；③考虑络合萃取剂中稀释剂物理萃取影响时，认为络合萃取作用与物理萃取作用符合加和性。在络合萃取平衡的描述中考虑如下平衡。

　　 体系的络合萃取平衡： 　　 　　 （3-64）

　　 （3-65） 　　

　　 质子化有机胺的解离平衡： 　　 　　 （3-66）

　　 （3-67） 　　

　　 络合剂HA的解离平衡： 　　 　　 （3-68）

　　 （3-69） 　　

　　 稀释剂对溶质的物理萃取： 　　 　　 （3-70）

　　 （3-71） 　　

式（3-64）～式（3-71）中，RNH₂代表有机胺；代表质子化有机胺；HA代表络合剂P204；上划线代表有机相中的成分。通过不同油水相比下P204（煤油）-水体系平衡pH值的测定，求算出K_p为8.32×10^-6mol/L。经过计算和整理，最终可以获得同时考虑络合萃取及物理萃取过程的分配系数D值：

　　 （3-72） 　　

式中，［B］₀为络合萃取剂中络合剂的初始浓度；ф为稀释剂在络合萃取剂中所占的体积分数。

根据实验测定的络合萃取平衡条件下的萃残液溶质浓度（）、分配系数D值、平衡条件下的pH、稀释剂对溶质的分配系数m等，可以通过寻优求出该络合萃取平衡体系的萃取平衡常数K₁₁值。同时由式（3-72）、物料衡算关系及求取的K₁₁值可以求算出相应pH值条件下的萃残液浓度，从而验证拟合精度。