范文一:对乙酰氨基苯甲酸在甲醇_乙醇混合溶剂中溶解度测定及关联计算
研究开发
对乙酰氨基苯甲酸在甲醇+乙醇混合溶剂中溶解度测定及
关联计算
112111田原铭 ,李金焕 ,樊媛洁 ,张羽昕 ,沈洋 ,李群生
1 2 (北京化工大学化学工程学院,北京 100029; 首都医科大学医学实验与测试中心,北京 100069) 摘要:溶解度的实验和计算是固-液相平衡热力学研究的基础,为工业结晶分离过程优化提供重要参数。本文以
醇 对乙酰氨基苯甲酸为目标溶质,在标准压力下,通过激光动态法在 277.95,323.35K 温度范围内,测量其在甲 +乙醇混合溶剂中,乙醇质量0分、数20 %、40%、60%、80%、100%,的溶解度,分析了溶解过程中的热力学现 象。实验数据用 Modified Apelbla、t修正的Jo uyban-Acree 两种热力学模型进行了关联计算。结果表明,两种模 型对对乙酰氨基苯甲酸的关联效果都很好,其中 Modified Apelbla、t修正的Jo uyban-Acree 方程的计算值与实验 值的平均相对偏差分别为 0.702%和 1.105%。通过热力学理论分析,计算得到对乙酰氨基苯甲酸在混合溶液中溶 解焓?H和溶解熵?S,结果发现该溶解过程为放热过程,焓变对溶解过程影响较大。 dm dm关键词:对乙酰氨基苯甲酸,混合溶剂,关联模型,热力学分析
中图分类号:O 624.6 文献标志码:A 文章编号:1000–6613,2015,03–0647–05 DOI:10.16085/j.issn.1000-6613.2015.03.007
Solubility measurement and correlation for 4-acetamidobenzoic acid in
methanol + ethanol mixtures 112111TIAN Yuanming,LI Jinhuan ,FAN Yuanjie,ZHANG Yuxin,SHEN Yang,LI Qunsheng
12(School of Chemical Engineering,Beijing University of Chemical Technology,Beijing 100029,China; Medical
Experiments and Testing Center of Capital Medical University,Beijing 100069,Chin)a Abstract : Experiment and calculation of solubility are the foundation of research on solid-liquid equilibrium(SLE) thermodynamics,and provide the important parameters for optimization of industrial crystallization processes. In this study,the research object was 4-acetamidobenzoic acid. Under normal atmospheric pressure ,the solubilities of 4-acetamidobenzoic acid in methanol + ethanol mixed solvents (ethanol mass fraction of 0,20%,40%,60%,80%,100%,respectively) were measured with a dynamic method at temperatures ranging from 277.95K to 323.35K , and subsequently the thermodynamic phenomena of the dissolution process were analyzed. The experimental data were correlated with the modified Apelblat equation and Jouyban Acree model. The solubilities of calculated values were in good agreement with the experimental results. The average relative deviations of the modified Apelblat equation and Jouyban Acree model were 0.702% , 1.105% , respectively. The thermodynamic parameters of dissolution of 4-acetamidobenzoic acid were calculated , and the result showed that dissolution entropy and dissolution enthalpy were greater than zero. The dissolution process was endothermic,enthalpy change was the main contributor to dissolution process.
Key words:4-acetamidobenzoic acid; mixture solvents; solubility association; thermodynamic analysis
收稿日期:2014-10-15;修改稿日期:2014-11-31。 第一作者:田原铭(1981—),男,博士研究生。联系人:李群生,
基金项目:中央高校基本科研业务费项目(JL1101)。 教授,博士生导师。E-mail liqs@mail.buct.edu.cn。
化 工 进 展 ? 648? 2015 年第 34 卷
对乙酰氨基苯甲酸(PABA)作为一种常见的 恒定温度。不断在溶解釜中加入少量固体溶质(1, 有机物,用于合成一系列药物,如抗病毒药物丙基 3mg),若激光束的透过光强在计算机上刚好回到 [1]甘。近些年对对乙酰氨基苯甲酸关注也越来越广 了最大值,此时即为该温度下该溶剂能溶解溶质的
泛,其合成制备过程包括反应、过滤、结晶、抽滤、 最大值,该最大值即为饱和点。准确记录此时的体 洗涤、干燥、重结晶等操作工序,为了得到高纯度 系温度和加入的溶质质量。
溶质质量用摩尔分数 x表示,计算见式(1)。 的对乙酰氨基苯甲酸,在冷却过滤操作单元,粗料 1
[2-3] mM用乙醇结晶得到,然而收率比较低。在提纯过程 1 1 x , (1) 1 [4-7]mM, mM , m/ M 1 1 2 2 3 3中,溶解剂的选择对收率有很大影响。目前,关
于对乙酰氨基苯甲酸在不同溶剂中的溶解性能鲜有 式中,m、m、m分别为对乙酰氨基苯甲酸、 123
报道。甲醇、乙醇的质量,g;M、M、M分别为对乙酰 123
固-液相平衡理论的研究重点之一就是对溶质 氨基苯甲酸、甲醇、乙醇的相对分子质量,g/mol。 溶解性能的研究,相平衡模型又是支撑热力学理论 混合溶剂的组成用甲醇在混合溶剂中的质量分 研究的基础。近年国内外众多学者进行了大量的实 率来表示,计算见式(2)。 验,积累了许多固-液相平衡模型和参数,对溶解过 [8]程的性能分析和预测奠定了理论支撑。 m 2 (2) ,, 2 m , m 本文通过研究对乙酰氨基苯甲酸在混合溶剂中 2 3 的溶解度,定性分析了其在甲醇+乙醇混合溶剂中 式中,m、m分别为甲醇、乙醇的质量。 23 溶解过程的影响因素,运用热力学理论定量计算出
固体溶质在溶剂中的摩尔溶解度的模型关联值 对乙酰氨基苯甲酸在混合溶剂中的溶解焓和溶解
熵,并用 Modified Apelblat 和修正的 Jouyban-Acree 与实验值的相对偏差表示如式(3)。 热力学模型对其溶解度进行了关联计算。 cal , xx 1 1 RD , ,100% (3) 1 实验部分 x 1
1.1 实验原料和仪器 式中,x为实际测得的对乙酰氨基苯甲酸的摩 1
cal 尔分数;x为模型关联得到的对乙酰氨基苯甲酸 1.1.1 实验原料 甲醇、乙醇,北京化工厂,分析1
的摩尔分数。纯;对乙酰氨
模型对实验数据关联拟合的效果可用平均相对 基苯甲酸,纯度 0.99,北京华威锐科化工有限公司。
偏差来表示,其定义如式(4)。 1.1.2 实验仪器
Sartorius CP124S 电子分析天平,德国 SartoriusN calx , x 1 1, j 1, j RAD , (4) 公司;玻璃夹套溶解釜(定制),北京化工大学仪 , N x1, j j ,1 器厂;99-1 型磁力搅拌器,江苏金坛市金华仪器厂;
JDW-3 型激光电源,北京大学物理系;MPG-10C 式中,N 为一组数据中实验数据点的数目。
1.3 关联模型 型制冷和加热循环槽,上海一恒科技仪器有限公司。
1.3.1 Modified Apelblat 方程 1.2 PABA 的溶解度测定[9-10][11]采用激光动态监测法测定了对乙酰氨基苯 基于固-液相平衡热力学原理,Apelblat 等得 甲酸在 277.95,323.35K 温度范围内,在甲醇+乙醇 到了含有 3 个参数的简化方程,如式(5)。 中的溶解度。把按照一定比例配制的甲醇+乙醇混 (5) ln x, A , B T , C ln T 1 合溶剂放在玻璃溶解釜内,激光发射器发射激光, 式中,A,B,C 为量纲为 1 的关联参数;T 为 平行射透溶解釜内的混合溶剂,由于溶解釜内固体
体系的热力学温度,K。颗粒的存在,溶液浑浊,使得透过溶解釜的激光强
度减弱,光强信号显示在计算机上。随着磁子的搅 1.3.2 Jouyban-Acree 模型
[12]拌,当固体颗粒完全溶解、溶液透明时,激光束的 Jouyban-Acree 模型的表达式如(6)。强度达到最大。玻璃夹套溶解釜的外层通有循环水, n , B , , B , , , 通过制冷和加热循环槽可以控制釜内温度,维持其 3 i 2 3 2 , , 6, , , J ,ω, ω,()A, A,ln x,, , , , 1 2 2 3 3 i 2 3 , , T , T T ,, i ,0
式中,ω和ω分别表示在不含溶质 1 时,混合 2 3
溶剂中溶剂 2 和溶剂 3 的质量分数比;n 表示调节
第 3 期 田原铭等:对乙酰氨基苯甲酸在甲醇+乙醇混合溶剂中溶解度测定及关联计算 ?649?
萘在丙酮中的溶解度数据 表 1 参数(范围为 0,1,2,3);A,B,A,B,J 2233i
c 为模型参数。T/K x xRD%
278.15 0.1237 0.1225 0.98 令 n=2,整理式(6),用参数C ,C,C,C, 12342 3 1 , , , 283.15 0.1433 0.1444 ?0.76 2 22 , C5,C6,C7 代替方程中 1,ω2,,,, T T T T 288.05 0.1707 0.1691 0.95 4 , 2的系数;整理得到修正的 Jouyban-Acree 模型, 293.25 0.1981 0.1992 ?0.55 T 298.35 0.2360 0.2332 1.20 如式(7)。 303.00 0.2681 0.2685 ?0.15 234, , , C , 3 2 2 2 2 (7) ln x, C, C,, , C, C, C, C 1 1 22 4 5 6 7308.10 0.3073 0.3124 ?1.63 T T T T T
313.05 0.3606 0.3609 ?0.08 1.4 溶解热力学数据的计算方法 [13]318.15 0.4175 0.4174 0.02 在理想溶液中,由 Van’t Hoff 方程可知:
323.05 0.4771 0.4789 ?0.38 , H , S fus m fus mln x,, , (8) 1 c RT R 注:x为文献值。
式中,x为固体溶质的溶解度;T 为体系温度; 1 修正的 Jouyban-Acree 方程,关联得到的模型计算 R 是气体常数;?H、?S分别为固体溶质的摩尔 dmdm 值与实验值之间的相对偏差列于表 2 中。从表 2 中 熔化焓、摩尔熔化熵。 可以看出,用 Modified Apelblat 方程关联的相对偏 然而在实际溶液中,把溶液的非理想性考虑在
差最大不超过 2.104%,用修正的 Jouyban-Acree 方 内,可以采用固体溶质的摩尔溶解焓?H代替dm 程关联到的相对偏差不超过 3.431%。相对误差都在 ?H,用摩尔溶解熵?S代替?S,得到式(9), fusmdm fusm 接受范围之内,说明关联效果较好。式(11)。
用 Modified Apelblat 方程和 修 正 的 Jouyban- ,H ,S d m d m(9) ln x,, , 1 Acree 方程关联的参数分别列于表 3、表 4。 RT R
用 Modified Apelblat 和修正的 Jouyban-Acree (10) ,G, ,H , ,S, T d d m d m mean 方程的关联结果的平均相对偏差列于表 5 中。从表 n , (11) T mean 5 可以看出,Modified Apelblat 方程的关联效果最 n 1 , 好,整体平均相对偏差为 0.702% ;修正的 Ti ,1 i
Jouyban-Acree 方程为 1.105%。 为了判断溶解过程热力学参数(摩尔焓变和摩图 1 为对乙酰氨基苯甲酸在不同溶剂配比下, 尔熵变)对目标溶液标准吉布斯自由能变的影响,
它的摩尔分数随温度变化的曲线。从曲线可以看出, [14-17] 分别引入ξ和,其定义如式(12)、式(13)。 TS 随着温度的升高,溶质在相应溶剂中的溶解度是增 ξ H ,H d m, , (12) ,100% 大的。 H ,H , T,S d mmean d m2.3 溶解热力学计算结果
T,S 根据热力学性质,由 Van’t Hoff 方程可知,在 mean d m, , ,100% (13) TS ,ST,H , 温度变化范围不大时,溶液的?S和?H可以认为 mean d mdm dm d m
是不随温度变化的常数,从式(9)可以看出,lnx1
是关于 1/T 的一条直线,通过线性拟合得到直线的 2 结果与讨论 斜率和截距,进而求得?S、?H。实验中平均温 dmdm2.1 实验装置准确性验证 度采用式(11)计算得到 T=300.156K,进而求 mean本实验使用激光动态监测法测定萘在丙酮中的 得关于溶解过程中吉布斯自由能的变化。溶解过程 [18]溶解度,并且与文献值进行了对比(表 1),最 中的焓变、熵变、吉布斯自由能、,、,五个热力 TSH 大误差,2%,对比结果误差很小,说明实验装置 学参数列于表 6 中。 可靠。 从表 6 可以看出,溶解过程中的 3 个热力学参
2.2 对乙酰氨基苯甲酸的实验结果分析数都为正值,即?H,0,说明溶解过程为吸热过 dm
程,?S>0 表明溶解为熵增不可逆过程。在溶解过dm 对乙酰氨基苯甲酸在甲醇+乙醇混合溶剂中实
验测得的摩尔分数用 Mod ifi ed Ap elb alt 方程、
化 工 进 展 ? 650? 2015 年第 34 卷
表 3 用 Modified Apelblat 方程回归的参数值 表 2 用 Modified Apelblat 和修正的 Jouyban-Acree 模型关
联对乙酰氨基苯甲酸在混合溶剂中的摩尔溶解度 Apelblat 方程 溶液浓度 RD/% RD/% A B C EXP EXP T/K 100xT/K 100x1 1 Jouyban- Jouyban- 0 ?29.472 ?564.519 4.660 Apelblat Apelblat Acree Acree 0.2 ?28.470 ?568.462 4.487
ω=0.0=0.2ω2 2 0.4 ?25.926 ?681.191 4.110 278.36 0.525 1.886 0.571 278.53 0.536 1.996 1.866 0.6 ?25.715 ?743.329 4.110 283.34 0.586 1.058 ?0.512 283.53 0.596 1.040 0.503 0.8 ?25.772 ?736.546 4.113 288.34 0.651 ?0.031 ?1.536 288.25 0.658 0.243 ?0.608 1.0 ?27.403 ?717.044 4.382 293.34 0.731 0.219 ?1.094 293.19 0.731 ?0.178 ?1.231 298.35 0.812 ?0.394 ?1.478 298.29 0.812 ?0.727 ?1.847 表 4 Jouyban-Acree 方程回归的参数值 303.35 0.904 ?0.531 ?1.217 303.15 0.900 ?0.744 ?1.778 CCCCCCC1 2 3 4 5 6 7 308.05 0.990 ?1.414 ?1.616 308.05 0.996 ?0.803 ?1.606 1.550 0.184 ?1894.281 ?58.374 80.443 ?136.030 49.592 313.27 1.115 ?0.448 0.000 313.23 1.108 ?0.632 ?1.173 318.23 1.238 ?0.081 1.050 318.15 1.230 0.000 ?0.163 323.25 1.384 1.012 2.890 323.15 1.369 0.950 1.315 表 5 用 Modified Apelblat 和修正的 Jouyban-Acree 方程关 ω=0.4ω=0.62 2 联 PABA 在混溶剂中摩尔分数的平均相对偏差比较 278.43 0.537 1.061 1.676 278.45 0.537 2.104 1.862 RAD/% 溶剂 283.39 0.602 0.947 1.163 283.43 0.600 1.233 1.000 Modified Apelblat Jouyban-Acree 288.25 0.674 1.202 1.039 289.55 0.679 ?0.722 ?1.031 0 0.707 1.196 295.33 0.777 ?0.219 ?0.644 293.25 0.740 ?0.568 ?0.811 0.2 0.731 1.209 298.35 0.824 ?0.862 ?1.335 298.15 0.827 ?0.435 ?0.484 0.4 0.709 1.045 303.25 0.912 ?1.096 ?1.535 303.31 0.925 ?0.530 ?0.216 0.6 0.719 1.123 308.15 1.013 ?0.790 ?1.086 308.15 1.025 ?0.585 0.000 0.8 0.609 0.993 313.05 1.125 ?0.178 ?0.267 313.05 1.140 ?0.263 0.877 1.0 0.737 1.065 318.45 1.256 0.080 0.398 318.85 1.293 0.464 2.320 平均值 0.702 1.105 322.95 1.379 0.653 1.305 323.15 1.406 0.284 2.632 ω=0.8ω=1.02 2 278.27 0.526 2.053 2.281 278.39 0.502 1.733 0.797 283.33 0.585 0.564 0.513 283.27 0.561 0.802 ?0.357 288.15 0.650 ?0.185 ?0.462 288.23 0.631 0.602 ?0.475 293.25 0.732 0.041 ?0.273 293.29 0.705 ?0.227 ?1.135 298.41 0.812 ?1.108 ?1.355 298.45 0.788 ?0.964 ?1.523 303.35 0.909 ?0.594 ?0.660 303.45 0.886 ?0.474 ?0.564 308.35 1.011 ?0.593 ?0.396 309.25 1.004 ?0.697 ?0.199 313.25 1.125 ?0.178 0.444 313.23 1.103 0.181 1.179 318.25 1.255 0.558 1.673 318.13 1.212 ?0.743 0.990 323.55 1.390 0.216 1.871 323.23 1.370 0.949 3.431
程中,通过计算的焓值比例,?77.9%,整个溶解 H
过程为焓控制过程。
第 3 期 田原铭等:对乙酰氨基苯甲酸在甲醇+乙醇混合溶剂中溶解度测定及关联计算 ?651?
dexibuprofen in different solvents (from 263.15 to 293.15)K[J]. 表 6 对乙酰氨基苯甲酸溶解过程中的热力学参数 Chemical & Engineering Data,2011,56(3):671-673. ?1?1?1?1ω?H/kJ?mol?S/J?mol?K?G/kJ?molFan Jieping,Kong Tao,Zhang Lu,et al. Solubilities of ursolic acid 2 dm dm dm ,H ,TS [6] and oleanolic acid in four solvents from (283.2 to 329.7) K[J]. 0 16.077 13.958 11.886 0.793 0.207 Chemical & Engineering Data,2011,56(5):2723-2725. 0.2 15.679 12.660 11.880 0.805 0.195 Eric Loeser,Marilyn Dela Cruz,Vinay Madappalli. Solubility of urea [7] 0.4 15.716 12.901 11.845 0.802 0.198 in acetonitrile-water mixtures and liquid-liquid phase separation of
urea-saturated acetonitrile-water mixtures[J]. Chemical & 0.6 16.227 14.645 11.833 0.787 0.213 Engineering Data,2011,56(6):2909-2913. 0.8 16.194 14.390 11.876 0.790 0.210 岳金彩,朱南南,刘先红. 固液平衡研究进展[J]. 精细石油化工, [8] 2014(31):78-80. 1.0 16.671 15.724 11.950 0.779 0.221 李群生,陆凤华,田原铭,等. 没食子酸在乙醇+水中溶解度的测
定和关联[J]. 北京化工大学学报,2013,40(5):17-21. [9] Li Qunsheng,Lu Fenghua,Tian Yuanming,et al. Solubility of veratric 3 结 论 acid in eight monosolvents and ethanol+1-butanol at various [10] temperatures[J]. Chemical & Engineering Data ,2013 ,58 (4 ):
在 277.95,323.35K 温度范围内,对乙酰氨基 1020-1028. Manzurola E , Apelblat A. Solubilities of L-glutamic acid , 苯甲酸在甲醇+乙醇的混合溶液中(6 个质量配比) 3-nitrobenzoic acid , p-toluic acid , calcium-L-lactate , calcium [11] 的溶解度随温度的升高而增大。 gluconate , magnesium-DL-asparta, anted magnesium-L-lactate in
water[J]. Chem. Thermodyn.,2002,34(7):1127-1136. 对乙酰氨基苯甲酸的溶解度数据用 Modified Soltanpour S ,Zohrabi F ,Bastami Z. Thermodynamic solubility of Apelbla和修t 正的 Jouyban-Acree 方程两个热力学模 pioglitazone HCl in polyethylene glycols 200 , 400 or 600+ water 型进行了关联,关联的平均相对偏差(RAD)分别 mixtures at 303.2 and 308.2K-Data report and modeling[J]. Fluid [12] Phase Equilibria,2014,379:180-184. 为 0.702%和 1.105%;相对偏差(RD)分别不超过 Bennema P,Van Eupen J,Van der Wolf B M A,et al. Solubility of 2.104%和 3.431%。结果表明这两个模型均能很好地 molecular crystals:Polymorphism in the light of solubility theory[J].
International Journal of Pharmaceutics,2008,351(1):74-91. 关联对乙酰氨基苯甲酸在甲醇+乙醇混合溶液中的 Miller A , Ruidiaz , Daniel R , et al. Solubility and preferential [13] 溶解度。solvation of indomethacin in 1,4-dioxane+water solvent mixtures[J]. 通过热力学 Van’t Hoff 方程线性关联得到了 Fluid Phase Equilibria,2010,299:259-265.
Fleming Martínez , M ángeles Pena , Pilar Bustamante. ?dHm 和?dSm 两个热力学参数。溶解过程中的?dHm[14] Thermodynamic analysis and enthalpy-entropy compensation for the 和?S的变化是正值,且?H与溶质的溶解度变化 dm dm solubility of indomethacin in aqueous and non-aqueous mixtures[J]. 趋势基本相反,说明溶解过程为吸热过程,而且溶 Fluid Phase Equilibria,2011,308:98-106. [15] Yang Z H,Zeng Z X,Sun L,et al. Determination and correlation of 解过程 中焓变 对吉布 斯自由 能 变化影 响较大 solubilities of lauric acid in eight alcohols[J]. Journal of Chemical & (,?77.9%)。HEngineering Data,2014,59(9):2725-2730. Zhang Q , Hu Y , Shi Y , et al. Thermodynamic models for 参 考 文 献 [16] determination of the solubility of dibenzothiophene in different
solvents at temperatures from (278.15 to 328.15)K[J]. Journal of 闫广礼,屈凌波. 4-乙酰氨基苯甲酸的合成研究[J]. 河南化工, [1] Chemical & Engineering Data,2014,59(9):2799-2804. 2013,30(3-4):25-26. LePree J M,Mulski M J,Connors K A. Solvent effects on chemical [17] 孙昌俊,曹晓冉,王秀菊. 药物合成反应-理论与实践[M]. 北京: [2] processes. Part 6. The phenomenological model applied to the 化学工业出版社,2007:45-56. solubility of naphthalene and 4-nitroaniline in binary aqueous-organic 韩广甸,赵树伟,李述文. 有机制备化学手册(中)[M]. 北京: [3] solvent mixtures[J]. J. Chem. Soc. Perkin Trans. ,2 ,1994 (7 ): 化学工业出版社,1987:102.
Li Bingbo,Li Ruopen,Yan Weidong. Solubilities of phloretin in 12 1491-1497. [18] solvents at different temperatures[J]. Chemical & Engineering Data, [4] 2011,56(4):1459-1462.
Zhang Jinli , Wang Lijuan , Wang Dan , et al. Solubility of
[5]
范文二:苯甲酸溶解的测定实验报告
苯甲酸溶解的测定实验报告
苯甲酸重结晶实验报告
苯甲酸的重结晶
实验目的:了解重结晶提纯粗苯甲酸的原理和方法。
实验原理:苯甲酸在水中的溶解度随温度的变化较大,通过重结晶可以使它与杂质分离,从而达到分离提纯的目的。
温度/? 25 50 95
苯甲酸在水中的溶解度/g
0.17
0.95
6(8
实验试剂:粗苯甲酸(本实验中的药品混有氯化钠和少量泥沙)、AgNO3溶液、蒸馏水
实验仪器、用品:烧杯、铁架台(带铁圈)、酒精灯、普通漏斗、玻璃棒、坩埚钳、滤纸、石棉网、药匙、三脚架、试管、胶头滴管、火柴。
实验步骤:
一、热溶解
?取约0.5g粗苯甲酸晶体置于100mL烧杯中,加入50mL蒸馏水。
?在三脚架上垫一石棉网,将烧杯放在石棉网上,点燃酒精灯加热,不时用玻璃棒搅拌(注意:搅拌时玻璃棒不要触及烧杯内
壁)。
?待粗苯甲酸全部溶解,停止加热。
二、热过滤
?将准备好的过滤器放在铁架台的铁圈上,过滤器下放一小烧杯。
?将烧杯中的混合液趁热过滤。(过滤时可用坩埚钳夹住烧杯,避免烫手),使滤液沿玻璃棒缓缓注入过滤器中。
三、冷却结晶
将滤液静置冷却,观察烧杯中晶体的析出。(在静置冷却的同时,再准备好一个过滤器)。
四、过滤洗涤
?将析出苯甲酸晶体的混合液过滤,滤纸上为苯甲酸晶体。
?取2mL滤液于一支试管中,检验其中的氯离子。
?用适量蒸馏水洗涤过滤器中的苯甲酸晶体,另取一烧杯收集第二次洗涤液,并检验其中是否还存在氯离子。
注意事项:
加热后的烧杯不要直接放在实验台上,以免损坏实验台。
使用坩埚钳进行趁热过滤时,注意使烧杯保持适当的倾斜角度,同时注意安全,防止烫伤。 不要用手直接接触刚加热过的烧杯、三脚架。
用自来水洗涤烧杯、玻璃棒后,要用蒸馏水润洗,以免引入氯离子。
讨论:
该实验为什么在粗苯甲酸全溶后,还要加少量蒸馏水,
答:因溶液过滤时溶液与环境的温差较大,易使苯甲酸晶体提前析出,滞留在过滤器中,故需在过滤前适当稀释。
被溶解的粗苯甲酸为什么要趁热过滤,
答:若待冷却后过滤,就会有苯甲酸提前结晶析出。
为什么滤液需在静置条件下缓慢结晶,
答:静置条件是为了得到均匀而较大晶体。急速冷却滤液形成的结晶很小,表面积大,吸附的杂质多。
冷却结晶时,是不是温度越低越好,
答:因为温度过低,杂质也有可能会结晶出来,苯甲酸晶体容易包裹杂质。
如何证明混在苯甲酸中的氯化钠已被除净,
答:用适量蒸馏水洗涤过滤器中的苯甲酸晶体,取一烧杯收集n次洗涤后的液体,滴加几滴硝酸银溶液,观察是否有沉淀产生。若
无,则氯化钠被除尽。
附:
苯甲酸
别名: 安息香酸
分子式 C7H6O2;C6H5COOH 外观与性状 鳞片状或针状结晶,具有苯或甲醛的臭味 分子量: 122.13 蒸汽压: 0.13kPa/96? 闪
点:121?
熔点: 121.7? 沸点:249.2?
溶解性: 微溶于水,溶于乙醇、乙醚、氯仿、苯、四氯化碳 等有机溶剂。
密度: 相对密度(水=1)1.27;相对密度(空气=1)4.21
稳定性: 稳定
主要用途: 用作制药和染料的中间体,用于制取增塑剂和香料等,也作为钢铁设备的防锈剂 苯甲酸是弱酸,比脂肪酸强。它们的化学性质相似,都能形成盐、酯 、酰卤、 酰胺、酸酐等,都不易被氧化。 最初苯甲酸是由安息香胶干馏或碱水水解制得,也可由马尿酸水解制得。工业上苯甲酸是在钴、锰等催化剂存在下用空气氧化甲苯制得;或由邻苯二甲酸酐水解脱羧制得。苯甲酸及其钠盐可用作乳胶、牙膏、果酱或其他食品的抑菌剂,也可作染色和印色的媒染剂。
篇二:物化实验报告:燃烧热的测定_苯甲酸_萘
华南师范大学实验报告
课程名称 物理化学实验 实验项目 燃烧热的测定
【实验目的】
?明确燃烧热的定义,了解恒压燃烧热与恒容燃烧热的区别。 ?掌握量热技术的基本原理,学会测定奈的燃烧热。
?了解氧弹卡计主要部件的作用,掌握氧弹量热计的实验技术。 ?学会雷诺图解法校正温度改变值。
【实验原理】
燃烧热是指1摩尔物质完全燃烧时所放出的热量。在恒容条件下测得的燃烧热称为恒容燃烧热(Ov),恒容燃烧热这个过程的内能变化(ΔU)。在恒压条件下测得的燃烧热称为恒压燃烧热(Qp),恒压燃烧热等于这个过程的热焓变化(ΔH)。若把参加反应的气体和反应生成的气体作为理想气体处理,则有下列关系式:
?cHm = Qp,Qv ,ΔnRT (1)
本实验采用氧弹式量热计测量蔗糖的燃烧热。测量的基本原理是将一定量待测物质样品在氧弹中完全燃烧,燃烧时放出的热量使卡计本身及氧弹周围介质(本实验用水)的温度升高。
氧弹是一个特制的不锈钢容器(如图)为了保证化妆品在若完全燃烧,氧弹中应充以高压氧气(或者其他氧化剂),还必须使燃烧后放出的热量尽可能全部传递给量热计本身和其中盛放的水,而几乎不与周围环境发生热交换。
但是,热量的散失仍然无法完全避免,这可以是同于环境向量热计辐射进热量而使其温度升高,也可以是由于量热计向环境辐射出热量而使量热计的温度降低。因此燃烧前后温度的变化值不能直接准确测量,而必须经过作图法进行校正。
放出热(样品+点火丝),吸收热 (水、氧弹、量热计、温度计) 量热原理—能量守恒定律
在盛有定水的容器中,样品物质的量为n摩尔,放入密闭氧弹充氧,使样品完全燃烧,放出的热量传给水及仪器各部件,引起
温度上升。设系统(包括内水桶,氧弹本身、测温器件、搅拌器和水)的总热容为C(通常称为仪器的水当量,即量热计及水每升高1K所需吸收的热量),假设系统与环境之间没有热交换,燃烧前、后的温度分别为T1、T2,则此样品的恒容摩尔燃烧热为:
QV,m??
C(T2?T1)
(2) n
式中,Qvm为样品的恒容摩尔燃烧热(J?mol-1);n为样品的摩尔数(mol);C为仪器的总热容(J?K-1或J / oC)。上述公式是最理想、最简单的情况。
图 1 氧弹量热计构造示意图图 2 氧弹构造示意图 1、氧弹 1,厚壁圆筒;2,弹盖 2、内水桶(量热容器) 3,螺帽; 4,进气孔 3、电极4、温度计 5,排气孔;6,电极 5、搅拌器 6、恒温外套 8,电极(也是进气管)
但是,由于(1):氧弹量热计不可能完全绝热,热漏在所难免。因此,燃烧前后温度的变化不能直接用测到的燃烧前后的温度差来计算,必须经过合理的雷诺校正才能得到准确的温差变化。(2)多数物质不能自燃,如本实验所用萘,必须借助电流引燃点火丝,再引起萘的燃烧,因此,等式(2)左边必须把点火丝燃烧所放热量考虑进去就如等式(3):
?nQV,m?m点火丝Q点火丝?CΔT (3)
式中:m点火丝为点火丝的质量,Q点火丝为点火丝的燃烧热,
为-6694.4 J / g,?T为校正后的温度升高值。
仪器热容的求法是用已知燃烧焓的物质(如本实验用苯甲酸),放在量热计中燃烧,测其始、末温度,经雷诺校正后,按上式即可求出C。
雷诺校正:消除体系与环境间存在热交换造成的对体系温度变化的影响。
方法:将燃烧前后历次观察的贝氏温度计读数对时间作图,联成FHDG线如图,-1-2。图中H相当于开始燃烧之点,D点为观察到最高温度读数点,将H所对应的温度T1,D所对应的温度T2,计算其平均温度,过,点作横坐标的平行线,交FHDG线于一点,过该点作横坐标的垂线a,然后将FH线和GD线外延交a线于A、C两点,A点与C点所表示的温度差即为欲求温度的升高?T。图中AA’表示由环境辐射进来的热量和搅拌引进的能量而造成卡计温度的升高,必须扣除之。CC’表示卡计向环境辐射出热量和搅拌而造成卡计温度的降低,因此,需要加上,由此可见,AC两点的温度差是客观地表示了由于样品燃烧使卡计温度升高的数值
有时卡计的绝热情况良好,热漏小,而搅拌器功率大,不断稍微引进热量,使得燃烧后的最高点不出现,如图2-1-3,这种情况下?T仍可以按同法校正之。
外槽恒温式氧弹卡计(一个);氧气钢瓶(一瓶);压片机 (2台);数字式贝克曼温度计(一台); 0,100?温度计(一支);万用电表(一个);扳手(一把);
萘(A .R);苯甲酸(A.R或燃烧热专用);铁丝(10cm长);
【实验步骤】
一、量热计常数K的测定。
1、苯甲酸约1.0g,压片,中部系一已知质量棉线,称取洁净坩埚放置样片前后质量W1和W2 。 2、苯甲酸约1.0g,压片,中部系一已知质量棉线,称取洁净坩埚放置样片前后质量W1和W2 。 3、把盛有苯甲酸片的坩埚放于氧弹内的坩埚架上,连接好点火丝和助燃棉线。 4、盖好氧弹,与减压阀相连,充气到弹内压力为1.2MPa为止。 6、把氧弹放入量热容器中,加入3000ml水。 7、插入数显贝克曼温度计的温度探头。
8、接好电路,计时开关指向“1分”,点火开关到向“振动”,开启电源。约10min后,若温度变化均匀,开始读取温度。读数前5s振动器自动振动,两次振动间隔1min,每次振动结束读数。
9、在第10min读数后按下“点火”开关,同时将计时开关倒向“半分”,点火指示灯亮。加大点火电流使点火指示灯熄灭,样品燃烧。灯灭时读取温度。
10、温度变化率降为0.05?C?min-1后,改为1min计时,在记录温度读数至少10min,关闭电源。先取出贝克曼温度计,再取氧弹,旋松放气口排除废气。
11、称量剩余点火丝质量。清洗氧弹内部及坩埚。 二、萘的恒容燃烧热的测定
1、取萘0.6g压片,重复上述步骤进行实验,记录燃烧过程中温
度随时间变化的数据。
【注意事项】
?为避免腐蚀,必须清洗氧弹
?点火成败是实验关键。应仔细安装点火丝和坩埚。点火丝不应与弹体内壁接触,坩埚支持架不应与另一电极接触。
?每次实验前均应称量坩埚。
【文献值】
【实验数据与处理】
[实验原始数据]
第一组测定的
数据:苯甲酸?
第二组测定的数据:苯甲酸?
第三组测定的数据:萘?
篇三:第十三周化学实验报告苯甲酸的提纯和测定
华南农业大学实验报告
专业班次 11农学一班 组别201130010110 题目 苯甲酸的提纯和测定 姓名 梁志雄日期
【实验目的】 1、
了解固体有机物的分离和提纯方法;
2、 掌握回流,重结晶,测熔点的操作。
【实验原理】
重结晶:固体物质在溶剂中的溶解度随温度升高而增大,如果
把固体物质溶解在热的溶剂中制成饱和或接近饱和的溶液,然后冷却至室温或室温以下,则溶解度下降,溶液过饱和,这时就会有晶体析出;
熔点测定原理:熔点是晶体物质的固相和液相在正常大气压下成平衡的温度,纯净的固态有机化合物都有固定的熔点,而且一般不高,用简单的一起就可以测定,有机化合物的熔点通常用毛细管发测定,纯净的有机化合物固液两相之间的变化非常敏锐,熔点范围很少,当含有杂质的时候,会使熔点变小,并且熔点范围增大。
【实验步骤】 1、 2、 3、
将粗苯甲酸用热水进行重结晶,烘干产品得到纯苯甲酸, 测定产率,
1去一直径为1-2mm,长度7-8cm的毛细管,将其一端放测定苯甲酸的熔点:?
在火焰上烧融,使之封闭,将少许的苯甲酸放在洁净的表面皿上,用玻璃棒研成粉末并束成一堆,然后将熔点管的开口端插入到试样中,装取试样后,将端口向上,把熔点管竖起来,在台面上轻顿几下,再取30~40cm的干燥玻璃管,垂直于台面上,让熔点管自由下落,重复几次,使试样落到管的底部,并且结实均匀,
4、
加热,每分钟升温5到6摄氏度,熔点前二十摄氏度前减为每分钟0.3到0.5摄氏度,当试样开始出现塌落,湿润出现小液滴,
表示开始融化,记录温度,
完全融化后再记录一次温度。
【实验数据记录】
苯甲酸粗产品的质量为1.56-0.7=0.86g,纯产量为0.62,产率为
75.6%
【讨论】
范文三:苯甲酸溶解度的测定及关联
苯甲酸溶解度的测定及关联 2001越
第22卷
3月
第1期
郑州工业大学
JournalofZher~zhouUniversityofTechnology Mfltr2O叭
l2201
文章编号:1007—6492(2001】O1—0O97—03
苯甲酸溶解度的测定及关联
陈忠民,田洪河,李殿卿,刘大壮 刘江,
(1郑州工业大学化工学院.河南郑州450(]02;2.洛阳石油化工总厂.河南洛阳471000)
摘要:为了回收,提纯VIA氧化残渣中的苯甲酸,采用激光监视技术由台成法测定了鲜见文献报道的
苯甲酸在氟仿,N,N一二甲基甲酰胺,N,N一二甲基乙酰胺,N一甲基吡略烷酮中的溶解度为了验证洲定
方法的可靠性,事先洲定了苯甲酸在水,醋酸中的溶解度,与已有文献数据相比,一致性较好甩Apelblat
等人提出的溶解度模型对实验数据进行关联.计算的溶解度与实验值符夸良好. 美键词:溶解度;苯甲酸;激光监视技术;溶解度模型
中圈分类号:06255文献标识码:A
0引言
苯甲酸是一种重要的有机化工原料,广泛应
用于增塑剂,防锈剂,食品添加剂等有机化工产品
的合成.随着聚酯工业的发展,以c02,Mn2和
HBr为催化剂由空气氧化对二甲苯生产精制对苯 二甲酸(PTA)过程中产生了大量的残渣废料,即 氧化残渣,精制母固残渣和水池废料.氧化残渣是 这些废料中最主要,组成最复杂,分离回收难度最 大的一种.通过分析发现,氧化残渣不仅含有一定 量的c02,Mn催化剂,对甲基苯甲酸,对羧基苯 甲醛和对苯二甲酸,还含有大量苯甲酸,其含量占 氧化残渣总量的30%,4o%.按美国Amoco公司 的技术要求,所有氧化残渣应通过高温焚烧进行 处理但是每年全国数以万吨计的氧化残渣被焚 烧将造成自然资源的严重浪费,有必要对氧化残 渣进行分离回收,尤其是回收其中的主要组分苯 甲酸.
对氧化残渣进行分离回收工艺的初步实验表 明,最简单,最方便且成本最低的方法是溶剂萃取 法.而由溶剂萃取法分离回收氧化残渣需要系统, 全面的溶解度数据.目前只有苯甲酸在水及醋酸 中的溶解度数据报道lI_2】.本文首先采用激光监 视技术由合成法精确地测定了苯甲酸在水,醋酸 中的溶解度,与文献值相比数据的一致性甚佳,证 明了本文采用的溶解度测定方法的可靠性.随后 精确测定了尚未有文献报道的苯甲酸在氯仿,N, N一二甲基甲酰胺(DMF),N,N一二甲基乙酰胺 (DMA)和N一甲基吡咯烷酮(NMP)中的溶解度. 为了给将来的回收装置提供设计参数,本文用 Apelblat等人提出的溶解度模型对6个体系的实 验数据进行了关联J.
1实验部分
1.1实验原料
实验用水为去离子二次蒸馏水;苯甲酸,冰醋 酸,氯仿,N,N一二甲基甲酰胺,N,N一二甲基乙 酰胺和N一甲基吡咯烷酮均为市售分析纯试剂, 其质量分数分别为0.995,0.995,0.990,0.990,
0.990和0.990.
1.2溶解度测定方法
实验采用合成法'(SyntheticMethod)测定
苯甲酸在各种溶剂中的溶解度.测定装置是一带 夹套的内部容积约120c的玻璃溶解釜.夹套 与超级恒温水浴相连,由循环水使体系达到所需 的温度.夹套温度的精度可控制在:It0.02K左 右.激光被用来观察和监视已知组成的固液体系 中苯甲酸的溶解状况.激光监视装置由激光发生 器,光电转换器和光强显示仪组成.溶解釜中装有 磁力搅拌转子,以使固液两相充分混合.一只精度 为?0.05K的玻璃水银温度计插入样品中准确 量取体系温度.一只冷凝管直接与溶解釜相连,以 收精El期:2O?一10—01;修订日期:2001—01—10 基金项目:河南省科技攻关项目(001090230) 作者筒介:刘江(1977一),男,湖北省武汉市人,邬州工业大学硕士研究生
邦州工业大学2001年
防溶剂在测定过程中散失.
苯甲酸和溶剂分别经精度为?000001g的
天平准确称量后加入溶解釜中,在搅拌下以2K/h 的升温速度加热.当最后一点苯甲酸溶解进入液 相时,透过溶解釜的激光强度达到最大值,其光强 由放在溶解釜另一侧的光电转化器转化后显示在 光强数码器上记录此时的温度即可得到该温度
下的溶解度.由误差传递规则计算溶解度的测量 精度,以苯甲酸的摩尔分数计对苯甲酸一水体系 为?0.00001,对其余5个体系为?0.0001. 表1苯甲酸在不同溶剂中的溶解度
Table1Solubilitiesofbenzoicadd如Valrhllusolvents
溶剂T/K×lO3×lO3T/Kxl旷x10
332.05319.4321.937065682.27'004
续表
溶剂T/Kx10x1旷T/Kx1xlO3
296655100513933825599.8 302.45519.05l9434l356098 308.25528.65270344l56192 N,N一二313.05537.1534.9347956340 基乙酰胺317.25543.9543.1353256556 321.55553.5552.6356856715 325155636561.4362757026 3285557215704366.857261 3338558685860371.757599 296355l62
301155234
305.055302
307.95535.3
N一甲基一2311.05540.8
一
吡咯烷酮314.25547.0
318.35553.5
321.95560.7
327355744
333555913
5205338.85608.26090
524934325622.86245 529534775639.4641.6 533635ll5653.5655.5 538.5355056690672.3 544.2359856933694.5 552.53645571817178 560.53690574467416 574l371.35759.2754.4 5919
2结果与讨论
实验测定的苯甲酸一水,苯甲酸一醋酸,苯甲 酸一氯仿,苯甲酸一N,N一二甲基甲酰胺,苯甲酸 一
N,N一二甲基己酰胺和苯甲酸一N一甲基吡略 烷酮6个体系固液相平衡结果列于表l,其中 为绝对温度,为实验溶解度(摩尔分数).图1显 示了苯甲酸在水中的溶解度随温度的变化情况, 并与文献数据进行了比较.由图1可以看出,实验 测定的溶解度与文献值符合良好,从而说明本文 所测定的全部6个体系的溶解度数据是准确可靠 的.
o一实验值;一文靛值【];一一模型计算值 围l苯甲磕在水中的溶解度
.1Solubmty0fheroicac.dInwa~er
Apelblat等人假定溶液的热焓随温度线性变 315369726
…??协
坝啪
?一卫
抑珈蛳彤?饼郇
硒
m蜘瑚珧蛳
Jmm瑚蛳狮撕
O?m蝌狮挪
:拿m
狲眦撇?ms!
酸
第1期荆江等苯甲酸溶解度的测定及关联 ,
.
usClapeyron方程推得溶解度随温度3结论 的变化关系为l3J一'_
lnx=0+6/+cInT,(1) 式中:为溶质的摩尔分数;T为绝对温度;.,6, c为参数.
采用式(1)对苯甲酸在6种溶剂中的溶解度 进行了关联,结果也列于表1中.式(1)中,0,b,c 三参数对不同体系的回归结果和各体系计算溶解 度与实验值的平均相对偏差列于表2中平均相 对偏差定义为
=
骞lx-oo%1.?
式中:为实验溶解度;为计算溶解度;n为实 验点数.
由表1,表2中数据可以看出,除了苯甲酸一 水体系由关联方程(1)计算的溶解度与实验值之 间的误差稍大,对其它体系二者均符合良好,从而
说明Apelblat等人的模型假设和提出的溶解度模
型是合理的.
表2各体系中横型参数回归结果
Table2Paramete~forcorrelationtm~aallomof
dffl'el~ntsolvents
(1)采用激光监视技术,由合成法测定了苯
甲酸在水,醋酸,氯仿,N,N一二甲基甲酰胺,N,N
一
二甲基乙酰胺,N一甲基吡咯烷酮中的溶解度
除苯甲酸在水,苯甲酸在醋酸中的溶解度已有文
献数据外,其余4个体系的溶解度为新测结果
(2)采用Apelblat溶解度模型对实验数据进
行关联,计算的溶解度与实验值符合良好.溶解度
关联结果验证了Apelblat等人的假定是合理的
(3)本文所测苯甲酸在6种溶剂中的溶解度
可在氧化残渣回收工程设计和 数据和关联结果,
过程控制中发挥作用.
参考文献
[1]STEPHENH,STEHPHENTSolubilitiesofInorganicand
()cCompounds【MOxford:Pergan~nPress,1963 [2]夏清.2,6一萘二甲酸提纯方法研究[D]天津:天
津大学.1998
[3]APELBLATA,MANZUROLAE.Solubilifieeof0一
aceqcybc,3,5一dinitrosalicyhc,andP—t0lacid,
andmagnesium—DL—aspartateinwaterfromT=(278 to348)K[J]JChemqhermodyn,1999,31:85—91
[4]ROB哪KL,ROUSSEAURW,TEJAASSolLd~/ oflong—chainn—alkanesinbeptanebetween280and 350K[J].JChemEngData,1994,39:793—795.
[5]BANGQ,GAOG—H,YuY—X,ata1s0I山lof
轴di啪dimelIIi9Dphthalate一5一sulfonateinwaterand
inwater+methanolcontainingsodiumsulfate[J].J
ChemEngData,20O0,45:292—294.
MeasurementandCorrelationofSolubilitiesofBenzoicAcidinDi仃erentSolvents
LIUJiang—chu,CHENZhong—min2,TIANHong—he2,LIDian—qing,LIUDa—
zhtrang
(1.CollegeofChemicalEn#neefing,~engzhouUniversityofTechnofo~,Zhengzbeu450002,China;2PetrochemicalEngineeringCOm
plexofLu~.ang,Luoyang471000,China)
Abstract:Usingalasermonitoringobservationtechnique,thesolubilitiesofbenzoicacidintrichlommethane,N.N
—
dimethylfommmide,N,N—dimethylacetamldeandN—Methyl一2一
pyrrolidonewere,whichhasneverbeenseen
inliteraturesbefore,aredeterminedbythesyntheticmethodToverifythereliabilityoftheexperimentalmethod.
thesolubilityofbenzoicacidinwaterWasmeasuredbeforetheexperiments,whichshowsexcellenttollsistencvwith
theliteraturedata.By|neaIlsofApelblm'ssolubilitymodeltocorrelatetheexperimentalresults,thecalculateds01一
ubilitiesshowgoodagreementwlththeexperimentalvalues.
Keywords:solubilities;benzoicacid;lasermonitoringobservationtechnique;solubili~model
范文四:苯甲酸溶解度的测定及关联
苯甲酸溶解度的测定及关联
1 2 2 1 刘江刍鸟, 陈忠民, 田洪河, 李殿卿, 刘大
1壮
()1. 郑州工业大学化工学院 ,河南 郑州 450002 ; 2. 洛阳石油化工总厂 ,河南 洛阳 471000 摘 要 : 为了回收 、提纯 PTA 氧化残渣中的苯甲酸 ,采用激光监视技术由合成法测定了鲜见文献报道的
苯甲酸在氯仿 、N ,N - 二甲基甲酰胺 、N ,N - 二甲基乙酰胺 、N - 甲基吡咯烷酮中的溶解度. 为了验证测定
方法的可靠性 ,事先测定了苯甲酸在水 、醋酸中的溶解度 ,与已有文献数据相比 ,一致性较好 . 用 Apelblat
等人提出的溶解度模型对实验数据进行关联 ,计算的溶解度与实验值符合良好 .
关键词 : 溶解度 ; 苯甲酸 ; 激光监视技术 ; 溶解度模型
中图分类号 : O 625. 5 文献标识码 : A
精确测定了尚未有文献报道的苯甲酸在氯仿 、N , 0 引言 ( ) N - 二甲 基 甲 酰 胺 DMF、N , N - 二 甲 基 乙 酰 胺
() () 苯甲酸是一种重要的有机化工原料 ,广泛应DMA和 N - 甲基吡咯烷酮 NMP中的溶解度.
用于增塑剂 、防锈剂 、食品添加剂等有机化工产品 为了 给 将 来 的 回 收 装 置 提 供 设 计 参 数 , 本 文 用
2 + 2 + Apelblat 等人提出的溶解度模型对 6 个体系的实 的合 成. 随 着 聚 酯 工 业 的 发 展 , 以 Co,Mn和
3 验数据进行了关联. HBr 为催化剂由空气氧化对二甲苯生产精制对苯
( ) 二甲酸 PTA过程中产生了大量的残渣废料 , 即 1 实验部分
氧化残渣 、精制母固残渣和水池废料. 氧化残渣是
这些废料中最主要 、组成最复杂 、分离回收难度最 1 . 1 实验原料
大的一种 . 通过分析发现 ,氧化残渣不仅含有一定 实验用水为去离子二次蒸馏水 ;苯甲酸 、冰醋
2 + 2 + 量的 Co,Mn催化剂 、对甲基苯甲酸 、对羧基苯 酸 、氯仿 、N ,N - 二甲基甲酰胺 、N ,N - 二甲基乙 甲醛和对苯二甲酸 ,还含有大量苯甲酸 ,其含量占 酰胺和 N - 甲基吡咯烷酮均为市售分析纯试剂 ,
其质 量 分 数 分 别 为 0 . 995 , 0 . 995 , 0 . 990 , 0 . 990 , 氧化残渣总量的 30 %,40 %. 按美国 Amoco 公司
的技术要求 ,所有氧化残渣应通过高温焚烧进行 0 . 990和 0 . 990 .
处理. 但是每年全国数以万吨计的氧化残渣被焚 1 . 2 溶解度测定方法
4 ,5 ( ) 烧将造成自然资源的严重浪费 ,有必要对氧化残 实验 采 用 合 成 法Synthetic Method测 定 渣进行分离回收 ,尤其是回收其中的主要组分苯 苯甲酸在各种溶剂中的溶解度. 测定装置是一带
3 甲酸. 夹套的内部容积约 120 cm的 玻 璃 溶 解 釜 . 夹 套
对氧化残渣进行分离回收工艺的初步实验表 与超级恒温水浴相连 ,由循环水使体系达到所需 明 ,最简单 、最方便且成本最低的方法是溶剂萃取 的温 度. 夹 套 温 度 的 精 度 可 控 制 在 ?0 . 02 K 左 法 . 而由溶剂萃取法分离回收氧化残渣需要系统 、 右 . 激光被用来观察和监视已知组成的固液体系 全面的溶解度数据. 目前只有苯甲酸在水及醋酸 中苯甲酸的溶解状况 . 激光监视装置由激光发生
1 ,2 中的溶解度数据报道. 本 文 首 先 采 用 激 光 监 器 、光电转换器和光强显示仪组成. 溶解釜中装有 视技术由合成法精确地测定了苯甲酸在水 、醋酸 磁力搅拌转子 ,以使固液两相充分混合 . 一只精度 中的溶解度 ,与文献值相比数据的一致性甚佳 ,证 为 ?0 . 05 K 的玻璃水银温度计插入样品中准确 明了本文采用的溶解度测定方法的可靠性 . 随后 量取体系温度 . 一只冷凝管直接与溶解釜相连 ,以
收稿日期 :2000 - 10 - 01 ;修订日期 :2001 - 01 - 10
基金项目 :河南省科技攻关项目 (001090230)
作者简介 :刘江刍鸟 (1977 - ) ,男 ,湖北省武汉市人 ,郑州工业大学硕士研究生.
郑 州 工 业 大学学报2001 年98
续表 防溶剂在测定过程中散失 .
333 3 苯甲酸和溶剂分别经精度为 ?0 . 00001 g 的 溶剂T/ K x×10T/ K x×10 x ×10c x ×10c
天平准确称量后加入溶解釜中 ,在搅拌下以2 K/ h 296. 65 . 0 . 9 . 25 . 8 . 3 510513338599600
302. 45 519. 0 519. 4 341. 35 609. 8 611. 1 的升温速度加热. 当最后一点苯甲酸溶解进入液 308. 25 528. 6 527. 0 344. 15 619. 2 621. 5 相时 ,透过溶解釜的激光强度达到最大值 ,其光强 N ,N - 二甲 313. 05 537. 1 534. 9 347. 95 634. 0 636. 3
由放在溶解釜另一侧的光电转化器转化后显示在 543. 9 543. 1 353. 25 655. 6 658. 6 基乙酰胺 317. 25
321. 55 553. 5 552. 6 356. 85 671. 5 674. 9 光强数码器上 . 记录此时的温度即可得到该温度
325. 15 563. 6 561. 4 362. 75 702. 6 703. 7 下的溶解度 . 由误差传递规则计算溶解度的测量 328. 55 572. 1 570. 4 366. 85 726. 1 725. 2 精度 ,以苯甲酸的摩尔分数计对苯甲酸 - 水体系 333. 85 586. 8 586. 0 371. 75 759. 9 752. 6
296. 35 . 2 . 5 . 85 . 2 . 0 516520338608609为 ?0 . 00001 ,对其余 5 个体系为 ?0 . 0001.
301. 15 523. 4 524. 9 343. 25 622. 8 624. 5 表 1 苯甲酸在不同溶剂中的溶解度 305. 05 530. 2 529. 5 347. 75 639. 4 641. 6 Ta ble 1 Solubilities of benzoic acid in various solvents 307. 95 535. 3 533. 6 351. 15 653. 5 655. 5 333 3 N - 甲基 - 2 311. 05 540. 8 538. 5 355. 05 669. 0 672. 3 溶剂T/ K x×10T/ K x×10 x ×10c x ×10c 547. 0 544. 2 359. 85 693. 3 694. 5 - 吡咯烷酮 314. 25 298. 15 . 503 . 536 . 95 . 880 . 002 0034523318. 35 553. 5 552. 5 364. 55 718. 1 717. 8 303. 25 0. 616 0. 614 352. 05 3. 740 3. 963 560. 7 560. 5 369. 05 744. 6 741. 6 321. 95 308. 45 0. 743 0. 715 356. 25 4. 571 4. 827 574. 4 574. 1 327. 35 371. 35 759. 2 754. 4 314. 35 0. 889 0. 863 360. 55 5. 661 5. 932 333. 55 591. 3 591. 9 水320. 05 1. 076 1. 246 362. 25 6. 195 6. 444
323. 65 1. 246 1. 199 364. 25 7. 010 7. 108 2 结果与讨论 325. 95 1. 353 1. 307 366. 75 8. 748 8. 047 332. 95 1. 738 1. 722 368. 15 9. 554 8. 630 实验测定的苯甲酸 - 水 、苯甲酸 - 醋酸 、苯甲 340. 05 2. 309 2. 318
酸 - 氯仿 、苯甲酸 - N ,N - 二甲基甲酰胺 、苯甲酸 298. 95 . 4 . 8 . 95 . 6 . 2 154152333331335
302. 05 166. 4 164. 4 337. 95 367. 8 364. 7 - N ,N - 二甲基乙酰胺和苯甲酸 - N - 甲基吡咯
305. 25 174. 8 177. 2 341. 65 396. 7 393. 9 烷酮 6 个体系固液相平衡结果列于表 1 , 其中 T 308. 05 187. 0 189. 1 345. 15 430. 6 423. 4 ( ) 为绝对温度 , x 为实验溶解度 摩尔分数. 图 1 显 310. 45 199. 5 199. 8 349. 65 468. 7 464. 0
313. 25 212. 6 212. 9 351. 35 483. 0 480. 1 示了苯甲酸在水中的溶解度随温度的变化情况 醋酸,
318. 25 238. 4 238. 3 354. 75 516. 4 513. 9 并与文献数据进行了比较 . 由图 1 可以看出 , 实验 322. 85 264. 1 263. 8 358. 45 554. 7 553. 0 测定的溶解度与文献值符合良好 , 从而说明本文 325. 55 277. 4 279. 8 362. 25 599. 2 595. 8
所测定的全部 6 个体系的溶解度数据是准确可靠 328. 15 293. 9 296. 1 366. 55 647. 7 647. 5 332. 05 319. 4 321. 9 370. 65 682. 2 700. 4 的 .
291. 05 . 0 . 7 . 85 . 2 . 1 9594318217217
294. 45 105. 5 105. 9 320. 75 228. 6 228. 3
296. 05 111. 5 111. 5 322. 95 243. 2 241. 8
299. 45 124. 5 124. 1 325. 45 258. 2 257. 8
303. 45 140. 6 140. 3 327. 85 274. 5 273. 8 氯仿
306. 15 152. 6 152. 1 329. 85 285. 1 287. 7
309. 75 167. 7 168. 8 330. 75 294. 7 294. 1
312. 75 183. 8 183. 8 331. 25 297. 4 297. 7 315. 35 198. 2 197. 5
301. 05 477. 6 480. 7 336. 45 566. 4 567. 0
302. 15 481. 4 482. 1 340. 05 577. 4 580. 5
306. 35 488. 1 488. 4 343. 35 590. 0 593. 6
N ,N - 二甲 310. 05 495. 0 494. 9 346. 05 601. 5 605. 0
500. 4 499. 0 348. 75 613. 5 616. 9 基甲酰胺 312. 15
510. 4 508. 4 351. 25 624. 3 628. 4 316. 55 [ 1] —实验值 ; A —文献值; — —模型计算值 o 319. 35 517. 6 515. 1 355. 55 647. 2 649. 3
323. 35 528. 1 525. 5 358. 05 660. 5 662. 1 图 1 苯甲酸在水中的溶解度
325. 65 533. 8 532. 0 362. 85 687. 0 688. 2 Fig. 1 Solubility of benzoic acid in water 542. 8 542. 2 366. 85 712. 6 711. 5 329. 05 Apelblat 等人假定溶液的热焓随温度线性变 331. 85 552. 0 551. 1 369. 65 733. 5 728. 6
? 1994-2013 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net
第 1 期刘江 等 苯甲酸溶解度的测定及关联99
化 ,从 Clausius - Clapeyron 方程推得溶解度随温度 3 结论 [3 ]的变化关系为
( )() x = a + b/ T + c In T , In 1 1采用激光监视技术 ,由合成法测定了苯
式中 : x 为溶质的摩尔分数 ; T 为绝对温度 ; a , b ,甲酸在水 、醋酸 、氯仿 、N ,N - 二甲基甲酰胺 、N ,N
c 为参数. - 二甲基乙酰胺 、N - 甲基吡咯烷酮中的溶解度 .
() 采用式 1对苯甲酸在 6 种溶剂中的溶解度 除苯甲酸在水 、苯甲酸在醋酸中的溶解度已有文
( ) 进行了关联 , 结果也列于表 1 中. 式 1中 , a , b , c 献数据外 ,其余 4 个体系的溶解度为新测结果.
() 三参数对不同体系的回归结果和各体系计算溶解 2采用 Apelblat 溶解度模型对实验数据进 度与实验值的平均相对偏差列于表 2 中. 平均相 行关联 ,计算的溶解度与实验值符合良好 . 溶解度
关联结果验证了 Apelblat 等人的假定是合理的 . 对偏差定义为
n x- x() 3本文所测苯甲酸在 6 种溶剂中的溶解度 ci i 1 σ ()×100 %= . 2 ? n x i i = 1数据和关联结果 ,可在氧化残渣回收工程设计和 式中 : x 为实验溶解度 ; x为计算溶解度 ; n 为实 c 过程控制中发挥作用 .
验点数.
参考文献 : 由表 1 、表 2 中数据可以看出 , 除了苯甲酸 -
( ) 1 STEPHEN H , STEHPHEN T. Solubilities of Inorganic and 水体系由关联方程 1计算的溶解度与实验值之
Organic CompoundsM . Oxford : Pergamon Press ,1963. 间的误差稍大 , 对其它体系二者均符合良好 , 从而
2 夏 清 . 2 ,6 - 萘二甲酸提纯方法研究 D . 天津 : 天 说明 Apelblat 等人的模型假设和提出的溶解度模
津大学 ,1998. 型是合理的 . APELBLAT A , MANZUROLA E. Solubilities of o - 3 表 2 各体系中模型参数回归结果 acetylsalicylic , 3 ,5 - dinitrosalicylic , and p - toluic acid , Ta ble 2 Para meters f or correlation equations of ( and magnesium - DL - aspartate in water from T = 278 different solvents ) to 348KJ . J Chem Thermodyn ,1999 ,31 :85 - 91. / % σ溶剂a b c ROBERTS K L , ROUSSEAU R W , TEJA A S. Solubility 4
水. 17 . 5 . 1196 . 0 - 43617177654 of long - chain n - alkanes in heptane between 280 and
- 40- 9660. 267 . 9648 . 79126 . 8 醋酸 350 KJ . J Chem Eng Data ,1994 ,39 :793 - 795. 33. 539 - 3963. 80 - 3. 92635 0. 3 氯仿 J IANG Q , GAO G - H , YU Y - X , et al . Solubility of 5 - 903839130. 845 . 00 . 5547 . 4 DMF sodium dimethyl isophthalate - 5 - sulfonate in water and - 83. 867 3580. 58 12. 4955 0. 3 DMA in water + methanol containing sodium sulfate J . J NMP - 81. 053 3453. 99 12. 0784 0. 3 Chem Eng Data ,2000 ,45 :292 - 294.
Mea surement and Correlation of Solubilities of Benzoic Acid in Different Solvents
1 2 2 1 1L IU J iang - chu, CHEN Zhong - min, TIAN Hong - he, L I Dian - qing, L IU Da - zhuang
( 1. College of Chemical Engineering ,Zhengzhou University of Technology ,Zhengzhou 450002 ,China ; 2. Petrochemical Engineering Com2
)plex of Luoyang ,Luoyang 471000 ,China
Abstract :Using a laser monitoring observation technique , the solubilities of benzoic acid in trichloromethane , N ,N - dimethylformamide , N ,N - dimethylacetamide and N - Methyl - 2 - pyrrolidonewere , which has never been seen in literatures before , are determined by the synthetic method. To verify the reliability of the experimental method , the solubility of benzoic acid in water was measured before the experiments , which shows excellent consistency with the literature data . By means of Apelblat’s solubility model to correlate the experimental results , the calculated sol2 ubilities show good agreement with the experimental values.
Key words :solubilities ; benzoic acid ; laser monitoring observation technique ; solubility model
? 1994-2013 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net
范文五:用紫外可见分光光度法测定苯甲酸
用紫外可见分光光度法测定苯甲酸
目的与要求
1、掌握吸收曲线的测定与绘制方法
2、掌握直接的方法
3、熟悉紫外分光光度计的使用方法
原理
样品中的苯甲酸在酸性条件下可用水蒸气蒸馏法提取,在碱性条件下形成苯甲酸盐。苯甲酸及其盐对紫外光有选择性吸收,其吸收光谱的最大吸收波长在225nm 左右。
用紫外可见分光光度计可测定物质在紫外光区、可见光区的吸收光谱,并可定量测定。
仪器与试剂
1、仪器
751型;1cm 吸收池一套;50ml 二只;5ml 、10ml 各一只;滴管一只。
2、试剂
苯甲酸标准储备液(1ml 相当于0.1mg 苯甲酸);0.1mol/L、0.01mol/L氢氧化钠溶液。
操作步骤
1、苯甲酸吸收曲线的绘制
取苯甲酸储备液4.00ml ,置于50ml 容量瓶中,用0.01mol/L氢氧化钠溶液定容,摇匀。此液1ml 相当于8μg苯甲酸。
测定条件:氢灯,1cm 石英比色皿,0.01mol/L氢氧化钠为参比
测定波长:从210nm-240nm 每隔一定波长(2nm-5nm )测定一次吸光度,在225nm 左右隔1nm 测定一次吸光度(可参考、220、222、224、225、226、228、230、235、240nm 。) 制苯甲酸的紫外吸收曲线,得最大吸收波长为测定波长。
2、直接比较法测定样品溶液中苯甲酸的含量
取10.00ml 样品溶液,置于50ml 容量瓶中,用0.01mol/L氢氧化钠溶液定容,摇匀后备用。
以0.01mol/L氢氧化钠溶液为参比溶液,在完全相同的条件下测定苯甲酸标准溶液和稀释好的样品溶液的吸光度值。
3、结果处理
按下式计算样品溶液中苯甲酸的浓度:
Cx (μg/ml) = 8×50×Ax /(10As)
Cx:待测样品液的浓度;Ax 是待测样品溶液的吸收值;As 是苯甲酸标准液的吸收值。
实验注意事项:
1.正确选择紫外分光光度计的光源灯。石英比色杯价格昂贵,操作时不要离开桌面,谨防打碎。
实验结束后,书写实验报告。
(老师那里没电子版的实验报告,这是从网上搜的,仅供参考!)
转载请注明出处范文大全网 » 对乙酰氨基苯甲酸在甲醇_乙醇