铷、铯盐—混合溶剂体系平衡溶解度及其相关系研究

【摘要】：近年来,盐—混合溶剂已构成了一类重要的体系,且随着对重稀碱金属铷、铯的了解,人们发现研究铷、铯盐—混合溶剂体系有着极其重要的意义。本论文由两部分组成,第一部分为综述部分,第二部分为研究报告部分。 综述部分简要介绍了铷、铯及其化合物的存在、分离分析及应用等相关基础知识,以及双水相体系的发展和应用。重点对碱金属、碱土金属盐—聚乙二醇—水混合溶剂体系的研究进行了较为全面的概括和总结。开展这类体系的溶解度、物理化学性质及相关系的研究,不仅可以为溶液化学提供基础热力学数据,而且有可能为盐类分离纯化及生物物质萃取提供新的方法和依据。 研究报告部分介绍了具体的实验方法和实验结果。实验中我们采用半微量相平衡测定装置以及相应的取样技术,分别研究了25℃时Cs_2SO_4—PEG(1000,4000,10000)—H_2O三元体系以及25、35、45℃时Rb_2SO_4/Rb_2CO_3/CsCl—PEG(1000,4000,10000)—H_2O三元体系的相平衡情况。实验结果表明,以上体系在研究范围内均出现分层,而且随温度的升高和聚乙二醇分子量的增加,分层区域逐渐增大。同时我们用热重分析仪对Rb_2SO_4—PEG 4000—H_2O三元体系在25℃时的平衡固相进行分析,发现在实验研究的温度范围内,体系的平衡固相均为无水盐,且在体系的完整相图中,观察到六个相区,分别为L,L+L,L+S(两个),2L+S和L+2S相区,即非饱和的单液相区,非饱和的双液相区,饱和的单液相区,饱和的双液相区和两种固相(Rb_2SO_4,PEG 4000)存在的饱和单液相区。用四参数方程y=a+bx~(0.5)+cx+dx~2对以上所有分层体系的双液线实验数据进行了拟合,用Othmer-Tobias方程和Bancroft's方程对所有分层体系的结线实验数据进行了关联,并给出了方程的参数及偏差,结果较为满意。 同时,我们还研究了25、35、45℃三个温度下CsNO_3—PEG(1000,4000)—H_2O三元体系及RbNO_3—ROH(R=n-C_3H_(7-),i-C_3H_(7-),t-C_4H_(9-))—H_2O三元体系的相平衡情况,在研究过程中,均没有观察到分层现象,体系的相图为一单枝溶解曲线,且发现在一定温度下随着混合溶剂中醇含量的增加,盐的溶解度显著降低,同时用四参数方程ln Y=A_0+A_1x+A_2x~2+A_3x~3对实验数据进行了拟合,结果较为满意。我们还进一步研究了RbNO_3—PEG 10000—H_2O三元体系的相平衡关系,并给出了该体系的临界分层点。 论文给出了一系列铷、铯盐—混合溶剂体系的相平衡数据,不仅为溶液化学