第四章_萃取分离法

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1、第四章萃取分离法经典萃取即是使溶液与另一种不相混溶的溶剂密切接触，让溶液中的某种或几种溶质介入溶剂中，从而使它们与溶液中的其他干扰组分分离的过程。萃取分离在很早时就应用于分析中。1842年Péligot发现乙醚可以硝酸溶液中萃取硝酸铀酰。1867年，又有人发现某些金属的硫氰酸盐可溶于乙醚，因此，可以用乙醚来分离钴和镍。萃取技术从核燃料的提取、分离和纯化开始，已广泛地应用于是化工、冶金、制药、生物和航天等领域。近20年来，基于科学技术的发展，又衍生出超临界萃取、双水相萃取、凝胶萃取、和膜基萃取等多项新型萃取分离技术。第一节萃取分离的基本参数一、萃取化学中

2、常用的名词萃取－原来溶于水相的被萃物与有机相接触后，通过物理或化学过程，部分或几乎全部转入有机相地过程。溶剂－萃取过程中构成连续有机相地液体。萃取剂－能与被萃物有化学结合，又能溶于有机相的有机溶剂。配位剂－指溶于水相能与金属离子生成配合物的配位体。这类配位剂按功能可分为二大类：抑萃配位剂，起到抑止干扰离子进入有机相的作用；助萃配位剂，起到协助金属离子进入有机相盐析剂－是本身不能被萃取，也不能与金属离子配位的无机盐。其作用有两方面：其一，盐析剂的水合作用，吸引了一部分自由水分子，使自由水分子的两减少，使被萃物在水中的相对浓度增加，有利于萃取；其二，盐析剂

3、的存在增加水的极性，有利于合有机相分层，减少乳化作用。萃合物－被萃物与萃取剂结合而能萃取到有机相的化合物。反萃剂－指能破坏有机相中萃合物的结构，使生成易溶于水相的化合物。萃洗液－能洗去萃取液中的杂质而又不能使萃取物分离出来的水相溶液。萃余液－萃取后残余的水相，一般指多次连续萃取后残余的水相。协同萃取－用二种或二种以上的萃取剂萃取同一种离子或化合物时，他们的分配比大于或小于他们单独使用时的分配比加和。协萃剂-72-－在协萃体系中，萃取剂A在一定试验条件下单独使用时的萃取分配比比萃取剂B单独使用时的萃取效率低，但在B中加入A后，萃取效率大大提高，则成A为B

4、的协萃剂。共萃取－由于A元素的存在使B元素的萃取分配比有显著提高的，称为共萃取。二、萃取分离的基本参数1、能斯特分配平衡常数当某一溶质在基本上互不相溶的两种溶剂的化学势可表示为：有机相中的化学势：水相中的化学势：在一定温度条件下在1，2两相达到平衡后，则存在：即，当存在形式相同的溶质在两相中的活度比为一常数。平衡浓度表示是可认为：2、萃取自由能（）从萃取过程的物理化学性质分析，可以判断整个萃取过程是否是一个自发的过程。通常萃取过程为被萃物从水相萃取进入有机相，其化学势变化可表示为：即当被萃取物质在二相分配达平衡时，即，则：因为：萃取过程中，熵的改变很小

5、，即：，-72-又因为：萃取过程中，熵的改变很小，即：，由此可知，若萃取过程是放热过程，则，有利于萃物，若萃取过程是吸热过程，则，不利于萃取。3、分配比D分配比D表示被萃物A在有机相与水相中的总浓度比值：当被萃物在二相中的组成单一，且形式又相同时，D与在数值上相等。8－羟基喹啉（HQx）在水相和有机相（CCl4）中分配比和分配常数分别为：4、萃取率E萃取率是指被萃取到有机相的被萃物的量与被萃物总量之间的比若水相体积与有机相体积相同，即，则一次萃取的萃取率可表示为：即，当D＝1000时，E％>99.9，一次萃取完全；若D=100，E＝99.5%，一次萃取

6、不能认为定量完成，一般要萃取二次；若D=10，E＝90%，要萃取四次才能定量完成。-72-若用同量的水对有机相进行n次的萃取，则萃取后水相中残留的被萃物量为Wn，则：5、分离因子（separationfactor）萃取分离中，不仅要求被萃取物质的分配比大，萃取百分数高，而且还要求与溶液中的共存组分间的分离效果好。若体系中存在A、B两种物质，则分离效果可用分离因素表示：若A和B要分离时，则越大，分离效果越好。存在以下几种情况：a、DA大，DB小，则大，分离效果好。b、DA大，DB较大，虽然也较大，但分离效果差；此时必须用萃洗的方法去掉被萃取至有机相的B物

7、质。c、DA小，DB小，则≈1，分离很难进行。三、萃取过程的表示方式萃取过程很复杂，但可以用一种比较简单明了的方法来表示萃取体系和萃取过程：被萃物（浓度）－可萃杂质/水相组成/有机相组成[萃合物的分子式]如：Br2/H2O/CCl4表示采用CCl4为有机溶剂，从水相中将Br2萃取至有机相CCl4中。又如：UO2＋(10-2~10-4mol/L)-Th4+/6mol/LHNO3,3mol/LNaClO4,0.1mol/LEDTA/20%TBP-C6H6[UO2(NO3)2TBP]表示用20%TBP的苯溶液从6mol/L-72-HNO3溶液中萃取UO2+，

8、铀的浓度从10-2到10-4mol/L，在水相中同时含有少量的杂质Th4＋和作为盐析剂的3mo