3.10.3　氨基苯甲酸稀溶液的络合萃取

氨基苯甲酸是一种重要的有机化工原料。它广泛用于染料、医药等行业。这类物质的毒性很大，废水的可生化性也很差。氨基苯甲酸具有Lewis酸性官能团—COOH和Lewis碱性官能团—NH₂。它在水溶液中存在两个解离平衡。氨基苯甲酸有三种不同存在形态，即⁺H₃NC₆H₄COOH、H₂NC₆H₄COOH和H₂NC₆H₄COO^-。对氨基苯甲酸的pK_a1为2.50，pK_a2为4.87；邻氨基苯甲酸的pK_a1为2.11，pK_a2为4.95。

刘阳生、张瑾等^{［116～120］}在不同的pH值条件下，研究了氨基苯甲酸的络合萃取平衡，讨论络合剂，稀释剂及溶液的pH值对于氨基苯甲酸络合萃取的影响。实验中使用的络合剂为三正辛胺（TOA），磷酸三丁酯（TBP）或二（2-乙基己基）磷酸（P204），稀释剂为正辛醇或煤油，待萃溶质为对氨基苯甲酸和邻氨基苯甲酸。

图3-49～图3-52分别为不同含TOA或TBP的萃取体系的pH值对分配系数D的影响曲线。一般而言，TOA和TBP主要与中性分子发生络合反应。溶液的酸碱度的变化使溶质的解离程度发生变化。结果表明，随pH值的增大，分配系数先增大后减小，分配系数的峰值均出现在溶液中氨基苯甲酸的中性分子摩尔分数最大时对应的pH区域内。从实验结果还可以看出，对于TOA体系和TBP体系所获得pH对分配系数D的影响曲线的形状是有差异的。虽然各曲线均出现峰值，但出峰位置和峰高却有所不同。TOA和TBP均为Lewis碱类络合剂。它们与对氨基苯甲酸的键合作用发生在对氨基苯甲酸分子中的—COOH基团上。TOA的Lewis碱性更强些，其D值的峰值更高，峰的最高点向高pH值方向的移动更明显。

图3-49　正辛醇萃取对氨基苯甲酸

图3-50　TOA+正辛醇络合萃取对氨基苯甲酸

图3-51　不同络合剂萃取对氨基苯甲酸

图3-52　溶质对TOA+正辛醇络合萃取的影响

从20％TOA+正辛醇萃取对氨基苯甲酸和邻氨基苯甲酸的分配系数与pH值的关系图中可以看出，邻氨基苯甲酸的萃取效果明显优于对氨基苯甲酸的萃取效果。相对于同样的络合萃取剂，由于邻氨基苯甲酸的pK_a1值比对氨基苯甲酸的相应值小，因此，邻氨基苯甲酸与TOA的缔合能力更强，相应的分配系数峰值处的D值也更大。

图3-53给出了P204-正辛烷对氨基苯甲酸的分配系数D值与水相平衡pH关系的典型实验结果。从图中可以看出，萃取剂浓度一定时，分配系数D随着pH值的增大而出现峰值。随着萃取剂浓度的增加，分配系数D值逐渐增大。另外。根据红外图谱分析，在研究的pH范围内，P204萃取对氨基苯甲酸和邻氨基苯甲酸同时存在络合剂与+H₃NC₆H₄COOH的离子交换反应和络合剂与H₂NC₆H₄COOH的离子成盐反应，生成相同结构的萃合物。

图3-53　萃取剂P204浓度及pH值对分配系数的影响（稀释剂：正辛烷）

［B］　₀（mol/L）：■0.373；▲0.600；◆0.740；●0.894对氨基苯甲酸初始浓度c₀：7.29mmol/L