3.10.3　氨基苯甲酸稀溶液的絡合萃取

氨基苯甲酸是一種重要的有機化工原料。它廣泛用于染料、醫藥等行業。這類物質的毒性很大，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，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合萃取平衡，討論絡合劑，稀釋劑及溶液的pH值對于氨基苯甲酸絡合萃取的影響。實驗中使用的絡合劑為三正辛胺（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D的影響曲線。一般而言，TOA和TBP主要與中性分子發生絡合反應。溶液的酸堿度的變化使溶質的解離程度發生變化。結果表明，隨pH值的增大，分配系數先增大后減小，分配系數的峰值均出現在溶液中氨基苯甲酸的中性分子摩爾分數最大時對應的pH區域內。從實驗結果還可以看出，對于TOA體系和TBP體系所獲得pH對分配系數D的影響曲線的形狀是有差異的。雖然各曲線均出現峰值，但出峰位置和峰高卻有所不同。TOA和TBP均為Lewis堿類絡合劑。它們與對氨基苯甲酸的鍵合作用發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+正辛醇絡合萃取對氨基苯甲酸

圖3-51　不同絡合劑萃取對氨基苯甲酸

圖3-52　溶質對TOA+正辛醇絡合萃取的影響

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與pH值的關系圖中可以看出，鄰氨基苯甲酸的萃取效果明顯優于對氨基苯甲酸的萃取效果。相對于同樣的絡合萃取劑，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D值與水相平衡pH關系的典型實驗結果。從圖中可以看出，萃取劑濃度一定時，分配系數D隨著pH值的增大而出現峰值。隨著萃取劑濃度的增加，分配系數D值逐漸增大。另外。根據紅外圖譜分析，在研究的pH范圍內，P204萃取對氨基苯甲酸和鄰氨基苯甲酸同時存在絡合劑與+H₃NC₆H₄COOH的離子交換反應和絡合劑與H₂NC₆H₄COOH的離子成鹽反應，生成相同結構的萃合物。

圖3-53　萃取劑P204濃度及pH值對分配系數的影響（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