萃取法处理高浓度工业苯酚废水

2.1.2温度对分配系数的影响

苯酚和TBP由于存在氢键缔合，在水和TBP中存在以下平衡：

式中：n为化学反应系数;K为平衡常数;z、32、32。分别为有机相中苯酚和TBP的络合物、有机相TBP、水相苯酚的摩尔浓度，mol/L。当达到萃取平衡时其分配系数为：

式中：.z、z分别为有机相苯酚、水相中游离苯酚的摩尔浓度，mol/L;D。为理论分配系数;P为pH;P为酸碱解离常数(pK)。因为pK=9.87，所以酸性条件下可认为D=D。。则式(2)和式(3)式可以转换为：

式中：△H为焓变，J/tool;R为理想气体常数，J/(mol?K)，R一8314J/(tool?K);T为温度，K;AS为熵变，J/mol。一般认为，熵变不随温度变化，则式(6)可简化为：

式中：C为简化相。

图2是TBP对苯酚的分配系数与温度的关系。经线性拟合，可以求得TBP对苯酚的焓变为一1O.1kJ/mol，与文献E19]报道的数值相近。一般，氢键的能量为4.2～42.0kJ/mol，因此也可认为TBP与苯酚之间形成了氢键缔合物。由焓变可以确定，TBP与苯酚的络合过程是一个放热的过程，高温不利于萃取进行，因此在室温下进行苯酚萃取是合理的。

由于温度313K以上，苯酚在水中的溶解度呈现指数型上升，同时温度较高时，TBP在水中的溶解度也增大，使TBP对苯酚的分配系数迅速下降，因此lnD出现了一个较大范围的跳跃(见图2)。