Экстракция органических веществ из водных растворов

В настоящей работе используется метод экстракции растворенного в воде анилина органическим растворителем – диэтиловым эфиром. Органические вещества обычно более растворимы в органических растворителях, чем в воде, поэтому они могут быть экстрагированы (извлечены) из водных растворов при встряхивании последних с растворителем, который не смешивается с водой.

Метод экстракции основан на законе распределения какого-либо растворенного вещества (в нашем случае - анилина) между двумя несмешивающимися жидкостями:

с₁/с₂ = Const = K,

где с₁ и с₂ - концентрации анилина в слоях жидкостей 1 и 2 (рис. 22); К – коэффициент распределения вещества в двух несмешивающихся жидкостях. Коэффициент К при постоянной температуре для каждого вещества и двух не смешивающихся друг с другом жидкостей постоянен.

Если к водному раствору добавляют электролит (например, NаСl), растворимость органического соединения в нем (с₂) умень­шается. Органическое соединение “высали­вается” из раствора, что способствует его экстракции из водного слоя.

Рис. 22. Разделение несмешивающихся жидкостей в делительной воронке

Анилин можно экстрагировать из водного раствора не только диэтиловым эфиром, но и другими растворителями: бензолом, толуолом и т.п. Однако повышение температуры кипения растворителя, применяемого для экстракции, приводит к трудности отделения его от анилина с помощью простой перегонки. Для удаления высококипящего растворителя из его смеси с анилином смесь приходится долго нагревать при высокой температуре, близкой к температуре кипения анилина. Это приводит к сильному окислению последнего. Для экстрагирования первичных аминов ни в коем случае нельзя применять галогенопроизводные углеводородов типа хлороформа, четыреххлористого углерода и т.п., так как при перегонке таких растворов образуются скверно пахнущие карбиламины (изоцианиды). Например, с анилином:

Запах изоцианидов настолько силен, что эту реакцию специально применяют для обнаружения ничтожных примесей первичных аминов.

Хлористый кальций не пригоден для осушки растворов ароматических аминов из-за его способности образовывать жидкие двойные соединения состава ArNH₂·CaCl₂.

Растворы анилина в органических растворителях перед перегонкой высушивают твердыми едким кали или едким натром, которые связывают воду, но не реагируют с анилином.