Izvestiya of Saratov University.

Chemistry. Biology. Ecology

ISSN 1816-9775 (Print)
ISSN 2541-8971 (Online)

For citation:

ponomareva p. А., Peshkov S. А. Article Establishment of the structure of hydrate-solvate complexes of iodine extracted from model aqueous solutions in the system I2 – NaCl – Н2О – tributylphosphate /isooctane. Izvestiya of Saratov University. Chemistry. Biology. Ecology, 2025, vol. 25, iss. 3, pp. 244-253. DOI: 10.18500/1816-9775-2025-25-3-244-253, EDN: CHMELL

This is an open access article distributed under the terms of Creative Commons Attribution 4.0 International License (CC-BY 4.0).
Full text:
download
(downloads: 44)
Language: 
Russian
Heading: 
Chemistry
Article type: 
Article
UDC: 
544.32.544.42
DOI: 
10.18500/1816-9775-2025-25-3-244-253
EDN: 
CHMELL

Article Establishment of the structure of hydrate-solvate complexes of iodine extracted from model aqueous solutions in the system I2 – NaCl – Н2О – tributylphosphate /isooctane

Autors: 
ponomareva polina Александровна, Orenburg State Agrarian University
Peshkov Sergey Алексеевич, Orenburg State Agrarian University
Abstract: 

The equilibrium parameters of the extraction of iodine from aqueous model solutions of various compositions have been determined and the infl uence of the background mineralization of the raffi nate has been revealed. The eff ect of the isooctane/tributylphosphate (TBP) ratio on the extraction of iodine from aqueous solutions with diff erent ionic strengths has been determined by the isomolar series method. The hypothetical composition of hydrate-solvate complexes has been established both experimentally and using computer modeling tools. For quantum chemical calculations, optimization of the geometric parameters of the constructed structures has been carried out within the framework of the density functional theory (DFT) method, with the exchange-correlation functional B3LYP, with the LANL2DZ basis. A synergistic eff ect has been revealed in the system iodine – isooctane – TBP – water, which is achieved through the interaction of iodine with TBP through a mixed mechanism: solvate and hydrate-solvate. The composition of hydrate-solvate complexes in this case should look like: [H3 O(H2 O)3 ∙ТBP]+ I 2 Cl− or [H3 O(H2 O)3 ∙ТBP]+ ICl2 − . 

Key words: 
extraction
iodine
thermodynamic parameters
kinetic parameters
rate-limiting stage
quantum chemical modeling
Reference: 
  1. Li J., Zhang H., Xue, T., Xiao Q., Qi T., Chen J., Huang Z.
  2. How to recover iodine more efficiently? Extraction of triiodide // Separation and Purification Technology.
  3. 2021. Vol. 277. Art. 119364. https://doi.org/10.1016/j.seppur.2021.119364
  4. Nghiem V. N., Jinki J., Doyun S., Byung-Su K., Jae-chun L., Pandey B. D. Simultaneous recovery of gold and iodine from the waste rinse water of the semiconductor industry using activated carbon // Materials Transactions.
  5. 2012. Vol. 53, № 4. P. 760–765. https://doi.org/10.2320/matertrans.M2012009
  6. Kireev S. V., Shnyrev S. L. Study of molecular iodine, iodate ions, iodide ions, and triiodide ions solutions absorption in the UV and visible light spectral bands // Laser Physics.
  7. 2015. Vol. 25, № 7. Art. 075602. https://doi.org/10.1088/1054-660X/25/7/075602
  8. Brown C. F., Geiszler K. N., Vickerman T. S. Extraction and quantitative analysis of iodine in solid and solution matrixes // Analytical Chemistry.
  9. 2005. Vol. 77, № 21. P. 7062–7066. https://doi.org/10.1021/ac050972v
  10. Пат. № 35178, СССР, C01B 7/14, Способ извлечения иода из растворов / Шпитальский Е. И.; заявитель и патентообладатель Шпитальский Е. И. Заявл.
  11. 14.09.1928; опубл. 31.03.1934. Бюл. № 32597.
  12. Пат. № 1263616, СССР, C01B 7/14, C01B 7/09, Способ извлечения брома и иода из природных рассолов / Холькин А. И., Кузьмин В. И., Безрукова Н. П., Перевозникова Л. Н., Сахарова И. Н.; заявитель и патентообладатель Институт химии и химической технологии СО АН СССР. Заявл. 18.07.1984; опубл. 15.10.1986. Бюл. № 3773058.
  13. Пат. № 2060929, Российская Федерация, C01B 7/09, B01D 61/00, C01B 7/14. Способ извлечения брома и иода из растворов / Самойлов Ю. М., Исупов В. П.; заявитель и патентообладатель Институт химии твердого тела и переработки минерального сырья СО РАН. Заявл. 11.07.1993; опубл. 27.05.1996. Бюл. № 93034317/26.
  14. Пат. № 2326810, Российская Федерация, C01B 7/14, B01D11/00. Способ извлечения иода / Пономарева П. А., Строева Э. В., Киекпаев М. А.; заявитель и патентообладатель Оренбургский государственный университет. Заявл. 12.09.2006; опубл. 20.06.2008. Бюл. № 17.
  15. Пат. № 2331576, Российская Федерация, C01B7/14, B01D11/00. Способ извлечения иода / Горяева А. С., Гаврюшенко Ю. В., Строева Э. В., Киекпаев М. А., Пономарева П. А.; заявитель и патентообладатель Оренбургский государственный университет. Заявл. 27.07.2006; опубл. 20.08.2008. Бюл. № 23.
  16. Пат. № 2112080, Российская Федерация, C25B 1/24, B01D 61/42. Способ извлечения иода / Образцов А. А., Бобринская Г. А., Бобрешова О. В., Селеменев В. Ф., Викулина Г. Л., Капишников Е. В., Киселев Ю. И., Лебединская Г. А., Ошеров С. Б., Суслина Т. Г., Федорова Н. Н., Яценко К. И; заявитель и патентообладатель Воронежский государственный университет. Заявл. 17.05.1995; опубл. 27.05.1998. Бюл. № 95108034/25.
  17. Умбаров И. А., Тураев Х. Х., Набиев Д. А., Тураханов М. И., Холтураев К. Б. Процессы выделений иода из концентратов // Universum: технические науки. 2019. № 10 (67). С. 48–51. URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/7983 (дата обращения: 19.09.2023).
  18. Пономарева П. А., Каныгина О. Н., Сальникова Е. В. Термодинамические и кинетические параметры экстракции иода из хлоридных водных растворов // Известия вузов. Прикладная химия и биотехнология. 2022. Т. 12, № 2. С. 222–230. https://doi.org/10.21285/2227-2925-2022-12-2-222-230
  19. Wadt W. R., Hay P. J. Ab initio effective core potentials for molecular calculations. Potentials for main group elements Na to Bi // The Journal of Chemical Physics. 1985. Vol. 82, № 1. P. 284–298. https://doi.org/10.1063/1.448800
  20. Пономарева П. А., Строева Э. В. Определение термодинамических и кинетических параметров экстракции иода ТБФ в смеси с изооктаном из бессолевых растворов // Химическая промышленность сегодня. 2007. № 12. С. 22–26.
  21. Пономарева П. А. Определение равновесных параметров экстракции иода смесями экстрагентов различной природы // Вестник Оренбургского государственного университета. 2017. № 9. С. 40–43.
  22. Вольдман Г. М. Основы экстракционных и ионообменных процессов гидрометаллургии. М. : Металлургия, 1982. 376 с.
  23. Marenich A. V., Cramer C. J., Truhlar D. G. Universal solvation model based on solute electron density and on a continuum model of the solvent defined by the bulk dielectric constant and atomic surface tension // The Journal of Physical Chemistry B. 2009. Vol. 113, № 18. P. 6378–6396. https://doi.org/10.1021/jp810292n
  24. Заика Ю. В., Кобзев Г. И., Давыдов К. С., Казаева А. Н., Урваев Д. Г. Особенности электронного спектра иона гидроксония и малых кластеров 1(H3O+ nH2O), n = 1, 3, 5, 6 // Химическая физика. 2015. Т. 34, № 3. С. 18–27. https://doi.org/10.7868/S0207401X15030127
Received: 
02.08.2024
Accepted: 
28.03.2025
Published: 
30.09.2025
Short text (in English):
download
(downloads: 36)