ОСОБЕННОСТИ ЭКСТРАКЦИИ ЙОДА ИЗ ПРЕПАРАТА «ЛЮГОЛЬ С ГЛИЦЕРИНОМ»

Актуальность.

1.  Йодированное масло применяется там, где эндемия йодной недостаточности выражена в средней или высокой степени.

2.  Преимущество йодированного масла в сравнении с йодированной солью состоит в собственной энергетической и пищевой ценности: масло богато жирными ненасыщенными кислотами.

3.  Кроме того, растительное масло, в отличие от соли, не нуждается в жестком контроле его потребления при риске или наличии сердечно-сосудистых заболеваний.

Экспериментальная часть.

Состав препарата «Люголь» с глицерином: 1 г йода, 2 г йодида калия, 94 г глицерина, 3 г воды. Столовое растительное масло (подсолнечное и кукурузное) использовали в качестве экстрагента процесса экстракции йода из аптечного препарата.

Для проведения экстракции готовили композиции по методу переменных объемов [3, с. 419], содержащие 2, 4, 6, 8 мл препарата «Люголь» и дистиллированную воду, а также композиции, в которых 10 мл воды заменили на глицерин. Количество масла для экстракции — 8, 10, 12 и 14 мл. Общий объем композиции составлял 50 мл.

Определение коэффициентов распределения йода (К) в системах (вода) — (столовое растительное масло) и (глицерин — вода) — (столовое растительное масло) проводили в делительной воронке. Установление равновесия констатировали по воспроизводимости результатов титрования водной фазы раствором тиосульфата натрия через различные промежутки времени (2, 5, 10 мин). После установления равновесия отбирали пробы из водного слоя и определяли концентрацию йода титрованием 0,01 М раствором тиосульфата натрия. Равновесную концентрацию йода в органической (масляной) фазе рассчитывали по разности исходной концентрации йода и его концентрации в водной фазе после расслоения и использовали для дальнейшего вычисления коэффициента распределения К [3, с. 419].

В данной работе один из растворителей — вода, в которой плохо растворяется йод, а другой — органический растворитель (столовое растительное масло). В нем йод растворяется хорошо. Изучение равновесия производили при комнатной температуре.

Равновесие некоторых химических реакций (диссоциация на ионы, ассоциация молекул и др.) в растворах можно изучить, исследуя распределение растворенного вещества между двумя несмешивающимися жидкостями. Воспользуемся формулой Шилова:

,                                                           (1)

где: К_Т — коэффициент распределения при заданной Т;  — концентрация йода в масле; п — степень полимеризации молекул йода в воде;  — концентрация йода в воде.

Логарифмируя уравнение (1), получаем:

.                                                    (2)

После преобразования получаем выражение:

.                                                           (3)

Уравнение (3) является математическим описанием прямой линии вида:

у = а + bх, где      ,     ,     b=n,  .               (4)

В равновесии 2I^-(вода) « I₂(масло)

коэффициент распределения К рассчитывали по эмпирической формуле:

                                                                    (5)

Значение коэффициента распределения йода, рассчитанное по уравнению (5) составило 118.

Рисунок 1. Изотермы экстракции йода различными объемами экстрагента (экстрагент — подсолнечное масло)

Необходимо отметить тот факт, что экспериментальные зависимости являются логарифмическими (в отличие от представленных в [3, с. 419] линейных) и адекватно описываются уравнениями с коэффициентами аппроксимации 96—99 %.

Равновесие I₂(водн) ↔ I₂(органич.) смещено в сторону распределения в органическую фазу (масло). Однако, при увеличении содержания йода в исходных композициях коэффициент распределения заметно уменьшается.

Та же динамика наблюдается при увеличении объема экстрагента (масла). Это хорошо видно из представленных на рис. 1 изотерм. Причем большое количество масла в композиции при предварительном встряхивании приводит к образованию стойкой эмульсии.

Рисунок 2. Изотермы экстракции в логарифмических координатах (экстрагент — подсолнечное масло)

Входящий в состав препарата йодид калия улучшает растворение йода в воде, так как реакция идет с образованием KI₃, хорошо растворимого в воде: I₂ + KI = KI₃ [2, с. 76]. Однако, при добавлении к композициям глицерина, извлечение компонента маслом уменьшается.

Рисунок 3. Изотермы экстракции при замене 10 мл воды глицерином

Это связано с меньшей полярностью глицерина по сравнению с водой (по данным HyperChem дипольный момент для воды — 1,365, для глицерина — 1,075 (рассчитано, исходя из принципа молекулярной динамики)). Это приводит к большей растворимости йода в рассмотренных композициях, но к худшему его экстрагированию.

Во-вторых, в реакции с йодистым водородом могут быть замещены все гидроксильные группы глицерина, но образующийся при этом трийодпропан восстанавливается йодистым водородом в йодистый изопропил:

На рис. 4—7 представлены для сравнения изотермы экстракции йода подсолнечным и кукурузным маслом. В табл. 1 представлен приблизительный состав основных триглицеридов некоторых природных масел [1, с. 228].

Таблица 1.

Приблизительный состав основных триглицеридов природных масел

Заключение.

1.  По предварительной оценке, эффективность экстракции йода из йодсодержащих фармацевтических препаратов при использовании в качестве экстрагента растительного масла напрямую зависит от концентрации ненысыщенных высших жирных кислот (НВЖК). На это указывает, в частности, увеличение коэффициента распределения йода между органической фазой (маслом) и водой при прочих равных условиях.

2.  Динамика изменения концентрации йода при увеличении количества экстрагента зависит не только от общего содержания НВЖК, но и от иных факторов (процентный состав НВЖК, степень очистки и т. д.).

Список литературы:
1.    Артеменко А.И. Органическая химия. — М.: Высш. шк., 2000. — 536 с.
2.    Герасимова Галина Викторовна. Фазовые равновесия в тройных и четверных иодсодержащих системах: Дис. ... канд. хим. наук: 02.00.04.: Саратов, 2004, 243 c.
3.    Пономарева П.А. Определение термодинамических параметров экстракции йода ТБФ в смеси с изооктаном из высокоминерализованных растворов / Вестник ОГУ № 12 (131). — 2011. — С. 419—420.