甲基对苯二酚溶解度的测定与关联

1999年　12月第20卷　第4期郑州工业大学学报

Journal of Zhengzhou University of T

echnology Dec. 　1999V ol. 20　N o. 4

　　文章编号:1007-6492(1999) 04-0093-02

甲基对苯二酚溶解度的测定与关联

张立央, 蒋登高, 周彩荣, 刘启玉

(郑州工业大学化工学院, 河南郑州450002)

摘　要:为得到甲基对苯二酚的准确、完整的溶解度数据, 以制备高质量的甲基对苯二酚, 测定了甲基对苯二酚在苯、氯仿、水、乙醇和乙醚等溶剂中的溶解度, 给出了不同温度下甲基对苯二酚在苯和氯仿中的溶解度方程, 得出甲基对苯二酚易溶于水、乙醇和乙醚的结论, 为液固相平衡、结晶过程研究和工程设计提供了依据. 另外, 经粗略估算表明, 甲基对苯二酚与苯形成非理想溶液, 而与氯仿形成理想溶液. 关键词:甲基对苯二酚; 溶解度; 结晶过程中图分类号:T Q 243. 1　　　文献标识码:A

　　甲基对苯二酚是一种重要的精细化工中间体, 广泛应用于液晶、医药、塑料、有机合成等行业. 它不仅是一种抑制剂、抗氧化剂, 并且也可用作不饱和聚酯的高效稳定剂. 国内主要将其用于BMC ,S MC 及胶化树脂等合成工艺中的添加剂, 其

饱和溶液的制备过程如下:用分析天平称量

苯和甲基对苯二酚, 将其置于饱和器中, 通循环水逐渐升温, , 然后再缓慢降温, , 每个数:

S =100×m 2/m 1;

X =(S/M 2) /(S/M 2+100/M 1)

特点是添加量少, 热稳定较好, 响不大.

目前, , . , 我. 研究发现, 要制备高质量的甲基对苯二酚, 要求甲基对苯二酚的结晶和纯化过程有准确完整的溶解度数据. 为此, 测定了甲基对苯二酚在苯、氯仿、水、乙醇和乙醚等多种溶剂中的溶解度中的溶解度, 并拟合了不同温度下甲基对苯二酚在苯和氯仿中的溶解度方程, 且得到了甲基对苯二酚易溶于水、乙醇和乙醚的结论.

(1) (2)

式中:m 1为溶剂的质量, g ; m 2为甲基对苯二酚的

质量, g ; M 1为溶剂的分子量; M 2为甲基对苯二酚的分子量; S 为溶解度; X 为溶质的摩尔分率. 实验结果列于表1(回归系数A , B 分别为12. 08, -5715. 4; 相关系数R 为-0. 99927; 溶解热ΔH 为47. 8k J/m ol ) 与表2中.

表1　甲基对苯二酚在苯中的溶解度

温度/℃

28. 70

32. 1037. 2043. 1148. 5052. 8056. 4059. 9167. 10S

X

X j

ΔX

0. 04909-0. 00764-0. 05799-0. 010990. 00486-0. 00512-0. 012690. 057730. 004301　实验部分

溶解度测定在带夹套的饱和器中进行. 溶液用电磁搅拌器搅拌, 夹套内通恒温循环水, 循环水的温度由改造的超级恒温器控制. 经改造的超级恒温器, 可控制其升温速度, 最慢为几分钟升温0. 01℃. 甲基对苯二酚采用国外进口的纯品, 其

0. 1621

0. 20430. 30250. 40610. 53230. 67640. 85840. 95211. 4160. 001020. 001280. 001900. 002550. 003340. 004240. 005370. 005950. 008830. 001070. 001270. 001790. 002520. 003360. 004220. 005300. 006290. 00887含量在99%以上, 苯和氯仿采用分析纯苯和氯仿.

　　收稿日期:1999-09-06; 修订日期:1999-10-11　　基金项目:河南省自然科学基金资助项目(974031900)

说明:相对误差ΔX =(X j -X ) /X ×100%; X j 为反算的溶液中溶质的摩尔分率.

　　作者简介:张立央(1975-) , 女, 浙江省慈溪市人, 郑州工业大学硕士研究生.

94郑州工业大学学报　　　　　　　　　　　　　　　　1999

年

表2　甲基对苯二酚在氯仿中的溶解度

398K , 甲基对苯二酚的熔化热可根据有机物熔

ΔX

0. 02714

0. 00824-0. 05070-0. 0214温度/℃

14. 2130. 531. 3238. 8248. 81S X X j

0. 117460. 202080. 219690. 261000. 353307. 3832E -40. 001270. 001380. 001640. 002227. 5835E -40. 001280. 001310. 001640. 00217化热与熔点间的经验规律估算[3]:

ΔH m =(10-16) ×4. 184T m ,

(5)

若取上限ΔH m =26644J/m ol , 则式(4) 可写为:

(6) ln X =-3204/T +8. 051;

若取下限ΔH m =16652J/m ol , 则式(4) 可写为:

(7) ln X =-2003/T +5. 032. 与表中B 值相比较可看出, 表1中的B 与其相差

较远, 说明甲基对苯二酚的苯溶液偏离理想溶液较远; 而表2中B 在其范围之内, 则说明甲基对苯二酚-氯仿溶液接近理想溶液.

说明:A =2. 579, B =-2805. 6, R =-0. 9972, ΔH =

23. 3k J/m ol .

2　结果与讨论

整理表1与表2中实验数据发现, 固液相平衡时, 饱和液中甲基对苯二酚的摩尔分率X 的对数与绝对温度的倒数呈线性关系:

(3) ln X =A +B/T ,

　　按式(3) 关联实验数据, 所得A , B 值及相关系数R 值分别列于表1与表2中, 据此式反算的溶液中溶质的摩尔分率X j 值及相对误差ΔX 也分别列于表1与表2中. 可见, 方程式(3) 较满意地表征了实验结果. 根据溶解度随温度变化的Arrhenius 规律, 由式(3) 中的斜率B 3　结论

实验测定了甲基对苯二酚在苯与氯仿中的溶解度, 据此, 可以选定甲基对苯二酚纯化过程的工艺条件. 同时还发现, 不同温度下的溶解度数据符合Arrhenius 规律, . 经粗略估算表明:; 而其, 所形成的溶.

ΔH , 列入表1和表2中. .

--氯, [1], 有:

-1

) /R (4) ln X =ΔH m (T -1-T m 式中:ΔH m 为熔化热; T m 为熔点; X 为溶液中溶质的摩尔分率.

由文献[2]可知, 甲基对苯二酚的熔点T m =

参考文献:

[1]　BARES Jirl. C ollection of Problems in Physical Chemistry

[M].New y ork :Pergamon Press ,1961. 247.

) -based [2]　M OHI NDRA H ,CH AW LA. A novel cerium (Ⅳ

conjuncion catalyst for aromatic hydroxylation[J].T etrahe 2dron ,1988,44(4) :1227-34.

[3]　童景山, 李　敬. 流体热物理性质的计算[M].北京:

清华大学出版社,1982.

Measurement and Correlation of Solubility of Methylhydroquinonl

ZH ANGLi -yang , J I ANG Deng -gao , ZH OU Cai -rong , LI U Qi -yu

(C ollege of Chemical Engineering ,Zhengzhou University of T echnology ,Zhengzhou 450002,China )

Abstract :In order to obtain the perfect s olubility data of methylhydroquinonl to prepare high quality methylhydro 2quinonl , the s olubility of methylhydroquinonl in benzene ,chloroform ,water ,ethyl ether and ethyl alcohol has been measured. The equations of s olubility of methylhydroquinonl in both benzene and chloroform at different tem peratures arebeen given. The conclusion that methylhydroquinonl easily diss olves in water , ethyl ether and ethyl alchol is reached. It provides a base for the research w ork of phase equilibrium of liquid -s olid ,crystallization process and engineering design. In addition ,according to rough calculation ,methylhydroquinonl and benzene form a non -ideal s olution ,while methylhydroquinonl and chloroform form ideal s olution. K ey w ords :methylhydroquinonl ; s olubility ; crystallization process