分离科学---第五章 萃取分离法

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1、第五章萃取分离法萃取分离法是将样品中的目标化合物选择性地转移到另外一相或选择性保留在原来相（转移非目标化合物）的分离方法。溶剂萃取固相萃取超临界流体萃取1第五章萃取分离法5.1溶剂萃取常规方法，大量使用污染严重分离效率较低自动化普及程度低2第五章萃取分离法5.1.1萃取平衡分配平衡常数3第五章萃取分离法分配比D:被萃取物质在有机相中总浓度和水相中的总浓度之比，即各种不同存在形式都考虑进去了。4第五章萃取分离法萃取率:被萃取物质进入萃取剂相的总量与原始溶液中总量的比值，则有：R相比5第五章萃取分离法可以证明把同样的萃取溶剂分成n份萃取n次比一次用完萃取1次的萃取率高。

2、即小体积多次萃取可以节省试剂。6第五章萃取分离法分离因子:对于单一形态溶质，D=KD:7第五章萃取分离法5.1.2萃取过程热力学从一个温度下的萃取平衡常数求算另一个温度下的萃取平衡常数。8第五章萃取分离法5.1.3主要萃取体系及其应用除了可以直接萃取的体系外，多数情况需要采用萃取剂来帮助萃取。萃取过程：(1)水相被萃取物与萃取剂生成萃合物；(2)两相界面萃合物因疏水作用进入有机相；(3)萃合物在有机相发生化学反应（聚合、离解、与其他组分反应等）；(4)两相建立分配平衡。9第五章萃取分离法萃取剂的要求(1)形成萃合物的功能团；(2)足够的疏水性，保证分配比大；(3)选

3、择性高；(4)萃取容量高，分子量小，配位数低。(5)物理性质优良，密度，黏度、表面张力等性质易于分层。(6)稳定性好，无毒，萃取速度快，不乳化，廉价易得等。10第五章萃取分离法稀释剂为了溶解萃取剂，或减少萃取剂用量、调节萃取剂的密度或黏度，常加入一种惰性溶剂。稀释剂的密度一般介入0.63-1.59(正戊烷和四氯化碳)之间。11第五章萃取分离法主要萃取体系：中性配合萃取体系阳离子交换萃取体系离子缔合萃取体系协同萃取体系简单分子萃取体系高温液-液萃取体系12第五章萃取分离法5.1.3.1中性配合萃取体系典型例子：磷酸三丁酯(TBP)－煤油萃取硝酸水溶液中的硝酸铀酰。13

4、第五章萃取分离法（1）含磷萃取剂：磷酸酯（磷酸三羟基酯）(RO)3PO膦酸酯（羟基膦酸二羟基酯）R(RO)2PO次膦酸酯R2(RO)PO膦氧化合物（三羟基氧化膦）R3PO焦磷酸酯R4P2O7磷化氢的衍生物(RO)3P，如三苯氧膦萃取Cu2+14第五章萃取分离法（2）含氧萃取剂酮、酯、醇、醚在酸性条件下可以质子化形成“佯盐”，代表性物质为甲基异丁基酮、仲辛醇等。（3）含硫萃取剂亚砜、硫醚，铂簇金属优良的萃取剂。（4）含氮中性萃取剂，如吡啶。15第五章萃取分离法中性萃取剂的应用：（1）萃取强酸：非极性有机溶剂可萃取近乎中性的弱酸极性溶剂可萃取强酸，有机相中溶剂化的氢离子

5、与溶剂分子或水分子之间形成氢键。16第五章萃取分离法极性含氧溶剂萃取酸的规律：较弱的酸易萃取，如硝酸、三氯乙酸比盐酸、高氯酸萃取性能好；酸分子体积大，易萃取，如HCl、HBr、HI、HClO4被萃取能力依次增强；水合能力强，则难被萃取，硫酸和磷酸17第五章萃取分离法（2）萃取金属离子：常从硝酸溶液中萃取金属离子，以M(NO3)n的形式被萃取；从HCl、HBr等溶液中萃取，则以HnMXm+n形式被萃取；从高氯酸中，则以离子对形式萃取；从硫酸溶液中难萃取。？磷酸三丁酯(TBP)能萃取多种金属离子18第五章萃取分离法5.1.3.2阳离子交换萃取体系有机酸HA萃取金属离子，

6、可看成水相的金属阳离子与有机酸的氢离子的交换反应：有机酸HA容易通过分子间氢键在有机相中发生二聚反应。19第五章萃取分离法阳离子交换剂主要有：酸性含磷萃取剂，二烷基膦酸，烷基膦酸单烷基酯，二烷基磷酸等，如二(2-乙基己基)磷酸（简称P204）；螯合萃取剂，包括－二酮类、8－羟基喹啉类、酚类、双硫腙类、羟胺、双磷氧等；有机羧酸和磺酸。20第五章萃取分离法5.1.3.3离子缔合萃取体系阴离子与阳离子缔合后能够进入有机相。其平衡复杂，定量处理较难。溶剂化作用能使亲脂性离子对稳定性提高：21第五章萃取分离法离子缔合萃取体系主要有：胺类萃取体系，如8个碳以上的叔胺，可萃取金

7、属离子和无机酸；萃取反萃取离子交换22第五章萃取分离法冠醚、穴醚萃取体系：金属离子的体积和电荷与醚的环腔大小匹配，易萃取；金属离子以配阴离子形式被萃取，如Fe3＋离子的盐酸水溶液－乙醚体系。金属离子以阳离子形式被萃取，如四苯基硼酸根、高氯酸根可以直接从水相萃取体积较大的金属阳离子。23第五章萃取分离法5.1.3.4协同萃取体系使用两种或两种以上的萃取剂，其分配比显著大于相同浓度下任何单一萃取剂。协同效应无协同效应反协同效应24第五章萃取分离法作用机理：形成新的多核配合物，更稳定；溶剂化作用，金属配位数没饱和，水化，加入中性萃取剂S后，S取代水后有利于萃取；反协同