Исследования закрепления органических соединений (октан, октанол-1, дибутиловый эфир) на поверхности золота.

↑

▷ Содержание

⇐ ПредыдущаяСтр 7 из 7

3.1. Октан: молекулярная формула – С₈Н₁₈, структурная формула - СН₃-(СН₂)₆-СН₃, дипольный момент μ=0. Бесцветная жидкость со слабым запахом, температура плавления – 56,795° С, температура кипения – 125,665° С, он легче воды и в ней не растворяется. Октан является типичным насыщенным углеводородом с открытой углеродной цепью, в которой все атомы углерода соединены друг с другом простыми G-связями и находятся в состоянии sp³ гибридизации, углы между связями 109,5°.

Рис. 6. sp³-гибридизация метана

Химические свойства:

В октане все атомы связаны между собой прочной ковалентной связью. Поэтому при обычных условиях октан, как и все алканы, проявляет чрезвычайно высокую химическую инертность: не вступает в реакции присоединения, не взаимодействует с кислотами и щелочами, сильными окислителями, активными металлами. Основные химические превращения октана будут происходить только при сообщении ему достаточно высокой энергии за счет нагревания, ультрафиолетового облучения и в присутствии катализатора.

1. Радикальное нитрование (реакция Коновалова):

СН₃-СН₂-СН₂-СН₂-СН₂-СН₂-СН₂-СН₃ + НNО₃ =^t СН₃-СН₂-СН₂-СН₂-СН₂-СН-СН₃ + Н₂О

Октан 2-нитрооктан NО₂ 2. Крекинг – радикальный разрыв связей С – С. Протекает при нагревании и в присутствии катализаторов:

С₈Н₁₈ = С₄Н₁₀ + С₄Н₈

Бутан Бутилен

3. Окисление. При поджигании на воздухе октан будет гореть с выделением большого количества тепла:

2C₈H₁₈ + 25О₂ = 16СО₂ + 18Н₂О

4. Сульфохлорирование – промышленный способ получения сульфокислот:

5. Каталитический риформинг – включает сложные процессы, такме как изомеризация, циклизация, дегидрирование, ароматизация алканов, которые приводят к перестройке углеродного скелета:

СН₃-СН₂-СН₂-СН₂-СН₂-СН₂-СН₂-СН₃ → СН₃-СН₂-СН₂-СН₂-СН₂-СН-СН₃ 2-метилгептан

н -октан

СН₃

Данная реакция протекает в присутствии катализатора Al₂O₃ при температуре 100° С

3.2. Октанол-1 (октиловый спирт): молекулярная формула – С₈Н₁₇ОН, структурная формула – СН₃-(СН₂)₆-СН₂-ОН. Бесцветная жидкость с ароматным запахом. Температура кипения – 195,2° С, температура плавления – 16,3 С, температурные пределы воспламенения 74- 142°С. Октанол-1 является предельным одноатомным спиртом. Атомы углерода находятся в состоянии sp³ гибридизации.

Рис. 7. Модели молекулы этилового спирта

Химические свойства: октанол-1 – это химически активное соединение, вступающее в реакции с разрывом связи R – O – H или R – OH. Разрыв происходит по ионному механизму с образованием органических катионов и анионов.

1. Реакции с щелочными металлами:

2С₈Н₁₇-ОН + 2Na = 2C₈H₁₇-ONa + H₂;

2. Горение:

C₈H₁₇OH + 12О₂ = 8СО₂ + 9Н₂О

3. Галогенирование:

C₈H₁₇OH + HBr = C₈H₁₇Br + H₂O

4. Дегидратация (потеря воды):

C₈H₁₇OH → С₄Н₈=С₄Н₈ + Н₂О с присутствием катализатора H₂SO₄; t⁰

Октанол-1 можно использовать в качестве пенообразователя или гетерополярного собирателя. Главным структурным элементом определяющим адсорбционные свойства у октилового спирта является функциональная группа –ОН. В этой молекуле наиболее электроотрицателен атом кислорода, поэтому связь О–Н сильно поляризована. Пара электронов смещается к кислороду, который несет частично отрицательный заряд δ- (рис4). В то же время в радикалах электронных пар связи С–Н частично смещены атомы углерода и под их влиянием смещается пара электронов. Это, в свою очередь, несколько уменьшает поляризацию связей ОН.

3.3 Дибутиловый эфир (С₄Н₉ – О – С₄Н₉) - простой эфир. Простые эфиры – это органические вещества, молекулы которых состоят из углеводородных радикалов, соединенных через атом кислорода: R^’– О – R^’’, где R^’ и R^’’ – радикалы, которые могут быть различными и одинаковыми.

Название простых эфиров обычно связано с названием углеродных радикалов, соединенных с кислородом.

Дибутиловый эфир подвижная, крайне огнеопасная бесцветная жидкость с сильным характерным запахом. Температура кипения – 141,97°С, температура плавления – 95,37° С. В воде при температуре 17° С растворяется менее 0,01 %

Химические свойства: Простые эфиры – довольно инертные вещества. В отличие от сложных эфиров они не гидролизуются. На холоде простые эфиры не взаимодействуют с металлическим натрием и большинством разбавленных кислот. Однако концентрированные кислоты (Н₂SO₄;НI) даже на холоде разлагают эти эфиры, а металлический натрий при нагревании их расширяет:

С₄Н₉ – О – С₄Н₉ + Н₂SO₄ = С₄Н₉О – SO₂ – OС₄Н₉ + H₂O (1. с. 199-202)

Дибутилсульфат

С₄Н₉ – О – С₄Н₉ + НI = С₄Н₉ОН + С₄Н₉I

С₄Н₉ – О – С₄Н₉ + 2Na =^t С₄Н₉ОNa + С₄Н₉Na

бутилнатрий

Простые эфиры в природе не встречаются, их получают синтетическим путем. Дегидратация спиртов под влиянием минеральных кислот:

Н₂SO₄

С₄Н₉ОН + С₄Н₉ОН С₄Н₉ – О – С₄Н₉ - Дибутиловый эфир

– Н₂О

Очень ограничено применяют как растворитель, используют также в синтезе гриньяра. Преимущества дибутилового эфира по сравнению с диэтиловым эфиром является меньшая летучесть. При длительном хранении образуют перекиси, в связи, с чем перед применением берут пробу на содержание этих примесей, которые вследствие устраняются встряхиванием с растворами солей двухвалентного железа или с раствором сульфата натрия.

По классификации А. В. Киселева дибутиловый эфир относится к группе В адсорбата.

Дибутиловый эфир можно является также, как и октанол-1 очень эффективным пенообразователем. Главным структурным элементом определяющим адсорбционные свойства у дибутилового эфира является функциональная группа – О –. В этой молекуле наиболее электроотрицателен атом кислорода, поэтому связь –О– с углеводородными радикалами сильно поляризована. Пара электронов смещается к кислороду, который несет частично отрицательный заряд δ- (рис4). В то же время в радикалах электронных пар связи С–Н частично смещены атомы углерода и под их влиянием смещается пара электронов в связи С - О.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В данной курсовой работе было подробно рассмотрено золото, а также флотационные реагенты, применяемые в процессе флотационного извлечения этого благородного металла. Было установлено, что из всех известных реагентов-собирателей, наиболее распостранены для флотации золота – ксантогенаты и дитиофосфаты, а среди пенообразователей – сосновое масло, Т-66, Т-80, ОПСБ.

Без понимания адсорбционных свойств невозможен правильный и грамотный подбор реагентов. В процессе изучения адсорбционных способностей поверхности золота – выяснили, что адсорбция реагентов происходит путем химической адсорбции.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Гумилевский С.А., Киршов В.М. Кристаллография и минералогия. Москва: «Высшая школа», 1972.

2. Виноградов А.Н. Металлы и минералы. Ростов-на-Дону: «Феникс», 2004.

3. Паддефет Р. Химия золота. Москва: «Мир», 1982.

4. Соболевский В.И. Благородные металлы. Золото. Москва: «Знание», 1970.

5. Хан. Г.А., Габриелова Л.И. Флотационные реагенты и их применение. Москва: «Недра», 1986.

6. Гольман А.М., Дмитриева И.Л. Флотационные реагенты. Москва: «Наука», 1986.

7. Дуденков С.В., Шафеев Э.Ш. Флотореагентщик. Москва: «Недра», 1968.

8. Полькин С.И. Обогащение руд и россыпей редких и благородных металлов. Москва: «Недра», 1987.

9. Абрамов А.А. Переработка, обогащение и комплексное использование полезных ископаемых. Т2. Москва: МГГУ, 2004.

10. Бочаров В.А., Игнаткина В.А. Технология обогащения полезных ископаемых. Т1, Т2. Москва: «Руда и металлы», 2007.

11. Горлова О.Е., Фадеева Н. В. Химия флотореагентов. Магнитогорск: МГТУ им. Г. И. Носова, 2007.

Познавательные статьи:



Коммуникативные барьеры и пути их преодоления

Рынок недвижимости. Сущность недвижимости

Решение задач с использованием генеалогического метода

История происхождения и развития детской игры