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

Cover Page

Cite item

Full Text

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 − . 

About the authors

polina Aleksandrovna ponomareva

Orenburg State Agrarian University

ORCID iD: 0000-0002-2003-3390
460018, г. Оренбург, просп. Победы, д. 13

Sergey Alekseevich Peshkov

Orenburg State Agrarian University

ORCID iD: 0000-0003-2953-5503
Scopus Author ID: 57193238246
ResearcherId: AAH-4046-2021
460018, г. Оренбург, просп. Победы, д. 13

References

  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. 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. 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. 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. 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. 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

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».