Adsorptionsgleichgewichte von Di(2-ethylhexyl)phosphorsäure an der Wasser-Dodekan-Phasengrenze. Einfluss der Zinkextraktion

Inhaltsverzeichnis

• 1 Stand des Wissens
• 2 Experimentelles
• 3 Modellbildung

Zielsetzung und Themenschwerpunkte

Diese Arbeit untersucht die Grenzflächenaktivität von Zink-beladenen HDEHP-Komplexen an der Wasser-Dodekan-Phasengrenze. Ziel ist es, die Auswirkungen verschiedener Elektrolytzusätze und Kationenaustauscherkonzentrationen auf die Extraktionsgleichgewichte und die Gleichgewichtsgrenzflächenspannung zu modellieren und zu verstehen.

• Grenzflächenaktivität von Zink-beladenen HDEHP-Komplexen
• Einfluss von Elektrolytzusätzen auf die Grenzflächenspannung
• Modellierung der Adsorptionsgleichgewichte
• Anpassung des Modells an die Zinkextraktion
• Beschreibung der Aggregationsneigung von Zink-beladenen HDEHP-Komplexen

Zusammenfassung der Kapitel

1 Stand des Wissens: Dieses Kapitel beschreibt den aktuellen Kenntnisstand zur Flüssig-Flüssig-Extraktion und der Rolle grenzflächenaktiver Stoffe. Es wird erläutert, wie die Anreicherung grenzflächenaktiver Substanzen in der Phasengrenze die Grenzflächenspannung beeinflusst und wie dies die Eigenschaften der Phasengrenze prägt. Die Bedeutung der Modellierung von Adsorptionsgleichgewichten für die Beschreibung von Nichtgleichgewichtsprozessen wird hervorgehoben, insbesondere im Kontext der Tensidadsorption mit und ohne kinetische Hemmung. Es wird auf den ersten Teil der Veröffentlichungsreihe verwiesen, der die Adsorptionsgleichgewichte von HDEHP ohne Metallsalzextraktion behandelte, und der aktuelle Fokus auf die Zinkextraktion angekündigt.

2 Experimentelles: Dieses Kapitel detailliert die experimentelle Vorgehensweise zur Untersuchung der Grenzflächenspannung. Es beschreibt die Vorbereitung der Phasen, die Extraktion des Zinks aus sulfatischen Lösungen unter Variation verschiedener Parameter (Kationenaustauscher- und Zinksulfatkonzentrationen, Schwefelsäure- und Natriumsulfatzusätze), die Bestimmung der Gleichgewichtsgrenzflächenspannung mittels Tropfenprofilanalyse und die Bestimmung der extraktiven Gleichgewichtsdaten mittels ICP-AES. Die verwendeten Chemikalien und ihre Aufbereitung werden ebenfalls beschrieben.

3 Modellbildung: Im Kern dieses Kapitels steht die Erweiterung des in Teil 1 vorgestellten Modells zur Berücksichtigung der Zinkextraktion. Die Gibbs'sche Adsorptionsgleichung wird um den ligandenfreien Zinkkomplex erweitert, und es werden Langmuir-Isothermen für die Mehrkomponentenadsorption und Stern'sche Isothermen für die Gegenionenanreicherung verwendet. Die Aggregation des Zinkkomplexes wird durch ein Mizellbildungsmodell beschrieben. Die Gleichung für die Gleichgewichtsgrenzflächenspannung wird hergeleitet, wobei die reaktive Kopplung zwischen Monomer und Zinkkomplex vernachlässigt wird. Die Bestimmung der Gesamtaktivität des unsolvatisierten Zinkkomplexes erfolgt unter Verwendung des Wilson-Modells zur Beschreibung der Aktivitätskoeffizienten. Die ausgeprägte Dimerisationsneigung des Kationenaustauschers wird berücksichtigt.

Schlüsselwörter

Di(2-ethylhexyl)phosphorsäure (HDEHP), Zinkextraktion, Grenzflächenspannung, Adsorptionsgleichgewichte, Langmuir-Isothermen, Stern'sche Isothermen, Gibbs-Duhem-Gleichung, Modellbildung, Mizellbildung, Tropfenprofilanalyse, ICP-AES.

FAQ: Grenzflächenaktivität von Zink-beladenen HDEHP-Komplexen

Was ist der Gegenstand dieser wissenschaftlichen Arbeit?

Die Arbeit untersucht die Grenzflächenaktivität von Zink-beladenen HDEHP-Komplexen an der Wasser-Dodekan-Phasengrenze. Im Fokus steht die Modellierung und das Verständnis des Einflusses verschiedener Elektrolytzusätze und Kationenaustauscherkonzentrationen auf die Extraktionsgleichgewichte und die Gleichgewichtsgrenzflächenspannung.

Welche Themenschwerpunkte werden behandelt?

Die zentralen Themen sind die Grenzflächenaktivität von Zink-beladenen HDEHP-Komplexen, der Einfluss von Elektrolytzusätzen auf die Grenzflächenspannung, die Modellierung der Adsorptionsgleichgewichte, die Anpassung des Modells an die Zinkextraktion und die Beschreibung der Aggregationsneigung von Zink-beladenen HDEHP-Komplexen.

Wie ist die Arbeit strukturiert?

Die Arbeit gliedert sich in drei Kapitel: Kapitel 1 (Stand des Wissens) beschreibt den aktuellen Forschungsstand zur Flüssig-Flüssig-Extraktion und der Rolle grenzflächenaktiver Stoffe. Kapitel 2 (Experimentelles) detailliert die experimentelle Vorgehensweise, einschließlich der verwendeten Methoden und Chemikalien. Kapitel 3 (Modellbildung) konzentriert sich auf die Erweiterung eines bestehenden Modells zur Berücksichtigung der Zinkextraktion, unter Verwendung von Langmuir- und Stern-Isothermen sowie eines Mizellbildungsmodells.

Welche Methoden wurden angewendet?

Die experimentelle Untersuchung umfasste die Bestimmung der Gleichgewichtsgrenzflächenspannung mittels Tropfenprofilanalyse und die Bestimmung der extraktiven Gleichgewichtsdaten mittels ICP-AES. Zur Modellierung wurden Langmuir-Isothermen, Stern'sche Isothermen, die Gibbs'sche Adsorptionsgleichung und das Wilson-Modell verwendet.

Welche Schlüsselwörter beschreiben die Arbeit?

Die wichtigsten Schlüsselwörter sind: Di(2-ethylhexyl)phosphorsäure (HDEHP), Zinkextraktion, Grenzflächenspannung, Adsorptionsgleichgewichte, Langmuir-Isothermen, Stern'sche Isothermen, Gibbs-Duhem-Gleichung, Modellbildung, Mizellbildung, Tropfenprofilanalyse, ICP-AES.

Wie wird die Aggregation der Zink-beladenen HDEHP-Komplexe beschrieben?

Die Aggregation des Zinkkomplexes wird durch ein Mizellbildungsmodell beschrieben. Die ausgeprägte Dimerisationsneigung des Kationenaustauschers wird ebenfalls berücksichtigt.

Welche Rolle spielt die Gibbs'sche Adsorptionsgleichung?

Die Gibbs'sche Adsorptionsgleichung bildet die Grundlage des Modells und wird um den ligandenfreien Zinkkomplex erweitert, um die Zinkextraktion zu berücksichtigen.

Auf welche vorherige Veröffentlichung wird Bezug genommen?

Die Arbeit bezieht sich auf einen ersten Teil einer Veröffentlichungsreihe, der die Adsorptionsgleichgewichte von HDEHP ohne Metallsalzextraktion behandelte.