Известия Саратовского университета. Новая серия.

Серия Химия. Биология. Экология

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

Для цитирования:

Пономарева П. А., Пешков С. А. Структура экстрагируемых из модельных водных растворов гидратно-сольватных комплексов иода в системе I 2 – NaCl – Н2О – трибутилфосфат/изооктан // Известия Саратовского университета. Новая серия. Серия: Химия. Биология. Экология. 2025. Т. 25, вып. 3. С. 244-253. DOI: 10.18500/1816-9775-2025-25-3-244-253, EDN: CHMELL

Статья опубликована на условиях лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International (CC-BY 4.0).
Полный текст в формате PDF(Ru):
скачать
(загрузок: 44)
Язык публикации: 
русский
Рубрика: 
Химия
Тип статьи: 
Научная статья
УДК: 
544.32.544.42
DOI: 
10.18500/1816-9775-2025-25-3-244-253
EDN: 
CHMELL

Структура экстрагируемых из модельных водных растворов гидратно-сольватных комплексов иода в системе I 2 – NaCl – Н2О – трибутилфосфат/изооктан

Авторы: 
Пономарева Полина Александровна, Оренбургский государственный университет
Пешков Сергей Алексеевич, Оренбургский государственный университет
Аннотация: 

Определены равновесные параметры экстракционного извлечения иода из водных модельных растворов различного состава и выявлено влияние фоновой минерализации рафината. Влияние соотношения изооктан/трибутилфосфат (ТБФ) на экстракцию иода из водных растворов с различной ионной силой определяли методом изомолярных серий. Установлен предположительный состав гидратно-сольватных комплексов как экспериментально, так и с использованием средств компьютерного моделирования. Для квантово-химических расчетов оптимизацию геометрических параметров построенных структур производили в рамках метода теории функционала плотности (DFT), с обменно-корреляционным функционалом B3LYP, с базисом LANL2DZ. Выявлен синергетный эффект в системе иод – изооктан – ТБФ – вода, который достигается за счет взаимодействия иода с ТБФ по смешанному механизму: сольватному и гидратно-сольватному. Состав гидратно-сольватных комплексов в таком случае должен выглядеть: [H3 O(H2 O)3 ∙ТБФ] + I 2 Cl− или [H3 O(H2 O)3 ∙ТБФ] + ICl2 − . 

Ключевые слова: 
экстракция
иод
термодинамические параметры
кинетические параметры
лимитирующая стадия
квантово-химическое моделирование
Список источников: 
  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
Поступила в редакцию: 
02.08.2024
Принята к публикации: 
28.03.2025
Опубликована: 
30.09.2025
Краткое содержание:
скачать
(загрузок: 36)