3.10.3　氨基苯甲酸稀溶液的絡(luò)合萃取

氨基苯甲酸是一種重要的有機化工原料。它廣泛用于染料、醫(yī)藥等行業(yè)。這類物質(zhì)的毒性很大，廢水的可生化性也很差。氨基苯甲酸具有Lewis酸性官能團—COOH和Lewis堿性官能團—NH₂。它在水溶液中存在兩個解離平衡。氨基苯甲酸有三種不同存在形態(tài)，即⁺H₃NC₆H₄COOH、H₂NC₆H₄COOH和H₂NC₆H₄COO^-。對氨基苯甲酸的pK_a1為2.50，pK_a2為4.87；鄰氨基苯甲酸的pK_a1為2.11，pK_a2為4.95。

劉陽生、張瑾等^{［116～120］}在不同的pH值條件下，研究了氨基苯甲酸的絡(luò)合萃取平衡，討論絡(luò)合劑，稀釋劑及溶液的pH值對于氨基苯甲酸絡(luò)合萃取的影響。實驗中使用的絡(luò)合劑為三正辛胺（TOA），磷酸三丁酯（TBP）或二（2-乙基己基）磷酸（P204），稀釋劑為正辛醇或煤油，待萃溶質(zhì)為對氨基苯甲酸和鄰氨基苯甲酸。

圖3-49～圖3-52分別為不同含TOA或TBP的萃取體系的pH值對分配系數(shù)D的影響曲線。一般而言，TOA和TBP主要與中性分子發(fā)生絡(luò)合反應。溶液的酸堿度的變化使溶質(zhì)的解離程度發(fā)生變化。結(jié)果表明，隨pH值的增大，分配系數(shù)先增大后減小，分配系數(shù)的峰值均出現(xiàn)在溶液中氨基苯甲酸的中性分子摩爾分數(shù)最大時對應的pH區(qū)域內(nèi)。從實驗結(jié)果還可以看出，對于TOA體系和TBP體系所獲得pH對分配系數(shù)D的影響曲線的形狀是有差異的。雖然各曲線均出現(xiàn)峰值，但出峰位置和峰高卻有所不同。TOA和TBP均為Lewis堿類絡(luò)合劑。它們與對氨基苯甲酸的鍵合作用發(fā)生在對氨基苯甲酸分子中的—COOH基團上。TOA的Lewis堿性更強些，其D值的峰值更高，峰的最高點向高pH值方向的移動更明顯。

圖3-49　正辛醇萃取對氨基苯甲酸

圖3-50　TOA+正辛醇絡(luò)合萃取對氨基苯甲酸

圖3-51　不同絡(luò)合劑萃取對氨基苯甲酸

圖3-52　溶質(zhì)對TOA+正辛醇絡(luò)合萃取的影響

從20％TOA+正辛醇萃取對氨基苯甲酸和鄰氨基苯甲酸的分配系數(shù)與pH值的關(guān)系圖中可以看出，鄰氨基苯甲酸的萃取效果明顯優(yōu)于對氨基苯甲酸的萃取效果。相對于同樣的絡(luò)合萃取劑，由于鄰氨基苯甲酸的pK_a1值比對氨基苯甲酸的相應值小，因此，鄰氨基苯甲酸與TOA的締合能力更強，相應的分配系數(shù)峰值處的D值也更大。

圖3-53給出了P204-正辛烷對氨基苯甲酸的分配系數(shù)D值與水相平衡pH關(guān)系的典型實驗結(jié)果。從圖中可以看出，萃取劑濃度一定時，分配系數(shù)D隨著pH值的增大而出現(xiàn)峰值。隨著萃取劑濃度的增加，分配系數(shù)D值逐漸增大。另外。根據(jù)紅外圖譜分析，在研究的pH范圍內(nèi)，P204萃取對氨基苯甲酸和鄰氨基苯甲酸同時存在絡(luò)合劑與+H₃NC₆H₄COOH的離子交換反應和絡(luò)合劑與H₂NC₆H₄COOH的離子成鹽反應，生成相同結(jié)構(gòu)的萃合物。

圖3-53　萃取劑P204濃度及pH值對分配系數(shù)的影響（稀釋劑：正辛烷）

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