溶剂萃取分离技术
溶剂萃取法
去乳化剂的选择方法
1、以HLB数可作为指标；
2、主要应用实验方法来决定。
用于生物制品如酶、蛋白质、核酸、多肽和氨基酸 等的提取精制。
本章重点介绍有机溶剂萃取法的理论与实践。
一、分配定律
萃取平衡时，根据相律，有：
F＝c－P十2 其中：F 自由度， c 组分数，P 相数。 若系统中除两种溶剂外，只含有一种溶质，则 c＝3。因为P＝2，代入相律，得F＝3。 当温度、压力一定时，F＝1，即一个变数就 能决定整个系统。亦即：一相的浓度如果固定，另 一相的浓度亦应固定，其关系可用分配定律表示。
乳化机理
所以表面张力降低，液体容易分散成微滴而发生乳化。在乳浊液中，界 面积大，物系的自由能大，故为热力学不稳定系统，会自行破坏。因此 要形成乳浊液，还应具备使其稳定的条件。
（二）、乳浊液的稳定条件和乳浊液的类型
影响乳浊液稳定性的因素： 1)、界面上保护膜是否形成。表面活性剂分子聚集在界
面上，在分散相液滴周围形成保护膜。保护膜应具有一定的 机械强度，不易破裂，能防止液滴碰撞而引起聚沉。
应用场合：
1、有的产物的水溶性很强，在通常有机溶剂中溶解度 都很小，则如要采用溶剂萃取法来提取，可借助于带溶剂。
2、即使水溶性不强的产物，有时为提高其收率和选择 性，也可考虑采用带溶剂。
举例：链霉素
水溶性较强的碱(如链霉素)可与脂肪酸(如月桂酸)形 成复合物而能溶于丁醇、醋酸丁酯、异辛醇中，在酸性下 (pH 5.5—5.7)，此复合物分解成链霉素而可转入水相。
萃取技术的名词解释
萃取技术的名词解释萃取技术是一种常用的化学分离技术，通过溶剂的选择性提取，将所需物质从混合物中分离出来。
这项技术被广泛应用于化学、制药、环保等领域，起到了重要的作用。
一、萃取技术的基本原理萃取技术基于物质在不同溶剂中的溶解度差异，利用溶剂提取物质。
在萃取过程中，需要选择合适的溶剂，使所需物质在该溶剂中具有较高的溶解度。
溶剂的选择要考虑到目标物质的特性以及目标溶剂的易得性和成本。
二、常见的萃取方法1. 液液萃取：该方法是将所需物质从混合液中通过溶剂的萃取分离出来。
常见的液液萃取方法有分散溶解法、结晶溶解法以及萃取柱等。
2. 固相萃取：该方法是利用固定相吸附剂或强吸附性树脂对目标物质进行吸附分离的过程。
随着科技的不断进步，固相萃取技术也得到了广泛的应用。
3. 膜分离技术：该技术是利用薄膜的渗透性来实现物质的分离。
常见的膜分离技术有纳滤、反渗透、超滤等。
三、萃取技术的应用领域1. 化学领域：在化学合成中，萃取技术是一种常用的分离技术。
例如，有机合成中利用溶剂的选择性萃取可以从反应混合物中提取所需产物。
2. 制药领域：制药工业中，萃取技术可用于纯化药物、去除杂质，提高产品的纯度和效能。
例如，从天然植物中提取药物成分，或者从药物合成中分离纯化所需的中间体或API（Active Pharmaceutical Ingredient）。
3. 环保领域：萃取技术在环保领域发挥着重要作用。
例如，处理废水中的有机污染物、去除大气中的有害气体等，通过萃取技术可以高效地将目标物质从废水或大气中分离出来，减少对环境的污染。
四、萃取技术的挑战与发展萃取技术的发展面临着一些挑战。
首先，溶剂的选择和回收是一个重要的问题。
一方面，溶剂的选择要考虑到溶质的性质，另一方面，对溶剂的回收和再利用也是一个节能环保的问题。
其次，萃取技术在产业化方面还存在一些问题。
例如，部分萃取分离过程需要高投入的设备和设施，增加了生产成本。
因此，在未来的发展中，需要进一步优化萃取过程，减少成本，并且推动其在工业化应用中的发展。
萃取的分离依据
萃取的分离依据萃取分离是一种常用的化学分离技术，它基于物质的不同性质，通过适当的操作，将混合物中的组分分离出来。
萃取分离的依据可以是物质的溶解性、挥发性、酸碱性、极性等。
本文将以萃取分离的不同依据为标题，介绍不同的萃取分离方法及其应用。
一、根据物质的溶解性进行萃取分离根据物质的溶解性进行萃取分离是一种常见的方法。
当混合物中的组分在不同溶剂中的溶解度不同时，可以利用这一特性进行分离。
常见的方法有溶剂萃取和萃取柱法。
1. 溶剂萃取溶剂萃取是指利用不同溶剂对混合物进行萃取分离的方法。
常见的溶剂包括水、醇类、醚类等。
例如，当需要分离含有有机物和水的混合物时，可以用有机溶剂如乙醚进行萃取。
有机物会被乙醚溶解，而水则基本上不溶于乙醚，通过分液漏斗分离两相即可。
溶剂萃取广泛应用于化学、生物、环境等领域。
2. 萃取柱法萃取柱法是一种利用萃取柱进行分离的方法。
该方法通常使用固定相和流动相的相互作用进行分离。
固定相可以是固体基质、树脂或吸附剂，而流动相可以是溶液或气体。
通过调节流动相的性质，可以实现对混合物中不同组分的选择性吸附和洗脱，从而实现分离。
萃取柱法常用于生物制药、食品分析等领域。
二、根据物质的挥发性进行萃取分离根据物质的挥发性进行萃取分离是一种常见的方法。
当混合物中的组分具有不同的挥发性时，可以利用这一特性进行分离。
常见的方法有蒸馏和萃取蒸馏。
1. 蒸馏蒸馏是一种利用物质的不同沸点进行分离的方法。
混合物在加热的作用下，其中沸点较低的组分先蒸发，然后冷凝为液体，从而实现分离。
常见的蒸馏方法有常压蒸馏、真空蒸馏等。
蒸馏广泛应用于石油、化工、食品等领域。
2. 萃取蒸馏萃取蒸馏是在蒸馏的基础上引入萃取剂进行分离的方法。
通过在蒸馏过程中加入适当的萃取剂，可以增加组分之间的相互作用，提高分离效果。
常见的萃取蒸馏方法有水蒸气蒸馏、溶剂萃取蒸馏等。
萃取蒸馏广泛应用于精细化工、医药等领域。
三、根据物质的酸碱性进行萃取分离根据物质的酸碱性进行萃取分离是一种常见的方法。
溶剂萃取分离技术
微波加热特性：微波辐射能够穿透一些介 质，直接把能量作用到反应物上使极性分 子每秒产生25亿次以上的分子旋转和碰 撞。能量传递方式与传统的传导加热方式 不同，不仅加热速度快，而且可控能力强， 从而量化地为反应提供精确的能量。。
微波萃取是利用微波能强化溶剂萃取的效率， 使固体或半固体试样中的某些有机成分与基体 有效地分离，并能保持分析对象的原本化合物 状态。 特点：快速、节能、节省溶剂、污染小；有利 于热不稳定物质，较少受被萃物极性的限制 实验条件：萃取剂及用量，时间、温度和压力 应用：提取土壤和沉积物中的多环芳烃等污染 物；动植物中的天然产物
分配比可以衡量被萃物在一定条件下进 入有机相的难易程度，但它不能直接表 示出被萃物有多少量已被萃取出来。那 么，如何表示萃取完全程度呢？
萃取率 （Extractability / Percent Extration)）
被萃物在有机相中的量 E(%)= 被萃物在两相中的总量×100%
[M]有 V有 E= [M]有 V有 +[M]水V水 ×100
3) 萃取剂的性质 4) 溶剂性质
D
Kf
•
K
DX
K
n a
K
n DR
([M[HRn]]有 )n
D1
K
DX
,1
•
K
n DR,2
D2
K DX
,2
•
Kn DR,1
阳离子和阴离子通过静电引力相结合而形 成的电中性化合物称为离子缔合物。如果 该缔合物具有较大的疏水性，那么它易溶 于有机溶剂而被萃取。即，
A B A B A B 有机
KD表示在特定的平衡条件下，被萃物在两相 中的有效浓度（即分子形式一样）的比值； 而D表示实际平衡条件下被萃物在两相中总浓 度（即不管分子以什么形式存在）的比值。 分配比随着萃取条件变化而改变。
溶剂萃取分离法
小 结
• 1、同量的萃取剂，分多次萃取的效率 同量的萃取剂， 比一次萃取的效率高。 比一次萃取的效率高。 • 2、增加萃取次数将增大工作量，并将 增加萃取次数将增大工作量， 引起误差。 引起误差。
（三） 主要的萃取体系
概念：溶剂萃取体系是由水相和 概念：溶剂萃取体系是由水相和有机相 水相 组成的。 其中有机相被称为萃取剂； 组成的。①其中有机相被称为萃取剂； 萃取剂 ②萃取后的水相称为萃余液，③被萃入 萃取后的水相称为萃余液， 萃余液 到有机相中的物质称为萃合物。 到有机相中的物质称为萃合物。 萃合物 分类：根据萃合物分子性质的不同， 分类：根据萃合物分子性质的不同，萃 取体系可分为螯合物萃取、 取体系可分为螯合物萃取、离子缔合物 螯合物萃取 萃取和协同萃取等几种类型。 萃取和协同萃取等几种类型。 等几种类型
cA总 有机） (m −m ) /V(有机） （ 0 1 D= = cA总(水） m /V(水） 1 经一次萃取后留在水相中A的质量 V水 （ ） m =m （ ） 1 0 D （ 机 +V 水 V有 ） （ ）
解:
பைடு நூலகம்
多次连续萃取的计算（2）
第二次萃取后水相中剩余溶质质量： 第二次萃取后水相中剩余溶质质量： V(有机） V 有机） （ 2 m2 = m ( ） m0 ( = ） 1 D （有机）+V 水） V D （有机）+V 水） V （ （ 经n次萃取后水相中剩余溶质质量： 次萃取后水相中剩余溶质质量： V有 ） ( 机 n m =m ( ) n 0 D （ 机 +V 水 V有 ） （ ） n次萃取后的萃取效率 为： 次萃取后的萃取效率E为 次萃取后的萃取效率 V水 ( ） n E = −( ） 1 D （ 机 +V 水 V有 ） （ ）
溶剂萃取原理
溶剂萃取原理溶剂萃取是一种常用的化学分离技术，它利用不同物质在不同溶剂中的溶解度差异，通过分配系数来实现物质的分离和提纯。
溶剂萃取原理是基于溶质在两种不同溶剂中的溶解度不同而进行分离的。
在溶剂萃取过程中，通常会选择两种互不相溶的溶剂，一种是水相溶剂，另一种是有机相溶剂。
首先，溶剂萃取原理的关键在于选择合适的溶剂。
对于溶质A 和B来说，如果A在水相中溶解度较高，而B在有机相中溶解度较高，那么就可以利用这一特性进行分离。
其次，将混合物与合适的溶剂进行接触，使得溶质A和B分别溶解在不同的溶剂中。
然后，通过分液漏斗等设备将两种溶剂分离开来，从而实现溶质A和B的分离。
在实际应用中，溶剂萃取广泛应用于化工、生物制药、环境保护等领域。
例如，在化工生产中，可以利用溶剂萃取技术从废水中提取有价值的物质；在生物制药领域，可以利用溶剂萃取技术提取生物制剂中的有效成分。
此外，溶剂萃取还可以用于金属提取、食品加工等方面。
在实际操作中，溶剂萃取过程中需要考虑一些因素。
首先，选择合适的溶剂对于溶剂萃取的效果至关重要。
其次，要控制好溶剂的使用量和分离条件，以提高分离效率和降低成本。
最后，对于有机相溶剂的回收和再利用也是一个重要的环节，可以通过蒸馏等方法将有机相溶剂回收，减少资源浪费。
总的来说，溶剂萃取原理是一种简单而有效的物质分离技术，通过选择合适的溶剂和控制好分离条件，可以实现对混合物中不同物质的高效分离和提纯。
在实际应用中，溶剂萃取技术具有广泛的应用前景，对于化工、生物制药、环境保护等领域都具有重要意义。
通过不断的研究和改进，相信溶剂萃取技术将会在更多领域发挥重要作用。
第6章、溶剂萃取、双水相萃取和超临界萃取法
式中[A有]——物质A在有机相中的平衡浓度 [A水]——物质A在水相中的平衡浓度。
严格地说，只有当溶剂A在水溶液中的浓度极 低，并在两相中的分子型体相同时，KD在一 定温度下才是常数。而与溶质在整个体系中 的总浓度无关。但在分析实践中，溶质在溶 液中的浓度往往相当大，因此(1)式常发生偏 高，在此情况下，分配系数应以溶质A在两相 中的活度之比PA表示：
第六章 溶剂萃取、双水相萃取和超临界萃取法
基本原理； 溶剂；无机萃取体系的分类； 萃取条件的选择； 萃取分离操作； 逆流萃取；双水相萃取；超临界萃取；固相微萃 取(SPME)技术；反胶束萃取；凝胶萃取。 重点：溶剂、萃取条件的选择和超临界萃取、固 相微萃取技术。
§1. 基本原理
萃取过程的本质
无机盐类溶于水中并发生离解时。便形成水合离子。 如Al(H2O) 63+、Zn(H2O) 42+ 、 Fe(H2O)4Cl4-等，它们易溶于水而难溶于有机溶剂。 这种性质称为亲水性。许多有机化合物(油脂、萘、 蒽等)难溶于水而易溶于有机溶剂，这种性质称为疏 水性。如果要从水溶液中将某些无机离子萃取至有 机溶剂中，必须设法将其亲水性转化为疏水性。因 此萃取过程的本质，是将物质由亲水性转化为疏水 性的过程，其起作用的是萃取剂反应基团的活性。
式中[A]有和[A]水分别代表溶质A在有机相 和水相中的不同化学型体的总浓度。
三、分离系数(分离因数)
在同一体系中有两种溶质A和B，它们的萃取常数分别的为DA 和DB，这两个数的比值称为分离系数(β)
β=l，即DA = DB ，表明A和B不能分离。
β>l，即DA > DB ，表明A和B可分离，而β值越大，分离效 果越好。
萃取的方法
萃取的方法
萃取是一种常用的化学分离方法，其基本原理是利用物质在两种不互溶的溶剂中的溶解度或分配比的不同，从而实现物质的分离。
以下是一些常见的萃取方法：
1. 液-液萃取：这是最常见的萃取方法，涉及两种不互溶的液体（通常是水和有机溶剂）之间的分离。
例如，油和水可以通过在油水混合物中加入有机溶剂来分离。
2. 液-固萃取：也称为浸提，这种方法用于从固体物质中提取某些成分。
通常是将固体物质浸泡在溶剂中，然后通过加热或其他方式使溶剂蒸发，从而提取出所需的成分。
3. 固-液萃取：也称为升华，这种方法通常用于从固体物质中提取某些挥发性成分。
通过加热固体物质，使所需的成分从固体中升华出来，然后将其冷凝并收集。
4. 微型萃取技术：微型萃取技术是在实验室规模上应用的微小型化
萃取技术，通过这种方法可以在微小的体积上完成样品的处理和分离。
这种技术可以提高效率并减少试剂的使用量。
5. 超临界流体萃取：超临界流体萃取是一种使用超临界流体作为萃取剂的萃取方法。
超临界流体是一种介于气体和液体之间的状态，具有高密度和低粘度。
这种方法可以用于从固体或液体中提取某些成分。
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[ M]有 V有 E= [M]有V有 +[M]水V水 ×100
同除cw Vo
D
= D+( V水 V有） ×100知识分享
相比R=Vw / Vo
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当R = 1时，
D
E
100
D 1
从萃取率公式可以得出如下几点结论： ● 分配比越大，萃取率越高 ● 有机相的体积越大，萃取率越大 ● 萃取率与被萃物的含量大小无关，
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分配比可以衡量被萃物在一定条件下进 入有机相的难易程度，但它不能直接表 示出被萃物有多少量已被萃取出来。那 么，如何表示萃取完全程度 呢？
萃取率 （Extractability / Percent Extration)）
被萃物在有机相中的量 E(%)= 被萃物在 两相中的总量 ×100 %
第三章 溶剂萃取分离技术
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1
第三章 萃取分离
3.1 溶剂萃取的基本原理及参数 3.2 萃取过程和萃取体系分类 3.3 螯合物萃取体系 3.4 离子缔合物萃取体系 3.5 有机物的萃取 3.6 常用的萃取方法与萃取装置
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3
§3.1 溶剂萃取基本原理及参数
溶剂萃取是利用液-液界面的平衡分配关系 进行的分离操作。液液界面的面积越大，达 到平衡的速度也就越快。因此要求两相的液 滴应尽量细小化。平衡后，各自相的液滴还 要集中起来再分成两相。通常溶剂萃取指物 质由水相转入另一与水相不互溶的有机相后 实现分离的方法。
萃取分离特点：简知识便分享 、快速、应用广4
溶剂萃取的基本原理
1.为什么溶质会转移？ 2.如何达到分配平衡？
萃取体系有水机相相：：样萃品取液剂
试剂 / 溶剂
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5
含Ni2+水溶液（水相） 氨性缓冲液（pH9）
丁二酮肟萃取剂
加入CHCl3有机相
萃取过程
振荡萃取 知识分享
静置分层 6
物质的亲水 性和疏水性
w0
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两种物质的分离
在实际工作中，萃取常用于两种或两 种以上物质间的定量分离。决定两物质 萃取分离效果的是两种溶质的分配比
= DA / DB
A：易萃取组分 B：难萃取组分
要实现A与B的一次萃取完全分离，应
选择或控制萃取条件，使得DA≥102，
DB≤10-2。
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在萃取中， 当lgKD不满 足定量分离要求时，可采 用逆流型多级萃取方式， 经过若干级萃取后也可满 足定量分离的要求。
新鲜 水相
新鲜 水相
物料（A+B)
有机相 水相
新鲜有 机相
新鲜有 机相
A
B
逆知流识分型享 多级萃取方式 22
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例 3.1 8-羟基喹啉/氯仿萃取La3+
10mL氯仿一次萃取，E = 95.6% 10mL氯仿分二次萃取：
(E+ M)/Aq +S Aq + M-E/S
★ 有机物（包括一些在水中不离解的非极性 的共价化合物）的萃取原理适用于“相似相 溶原理”。
★ 从水溶液中将某些离子萃取到有机相，必
须设法将离子的亲水性转化为疏水性。
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8
Ni2+
CH3 C N OH
+2
Ni(H2O)62+
CH3 C N OH
丁二酮肟
第一次，E 1= 91.5% 第二次，E 2= 99.3% 可见，连续两次萃取提高了萃取率。
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14
KD表示在特定的平衡条件下，被萃物在两相 中的有效浓度（即分子形式一样）的比值； 而D表示实际平衡条件下被萃物在两相中总浓 度（即不管分子以什么形式存在）的比值。 分配比随着萃取条件变化而改变。
分离系数： A/B = DA / DB “表示两种分离组分分离的可能性和效果”
问题： DA 和DB相差不太大，如何处理？
在实际工作中，人们所关注的是被萃物分 配在两相中的实际总浓度各为多少，而不 是它们的具体存在的型体。
分配比
D CA(有) C A( 水 )
即，在一定条件下，当达到萃取平衡时，被萃物质
在有机相和在水相的总浓度之比。
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13
分配系数和分配比的比较
●概念不同，关注的对象有差别 ●两者有一定的联系
分配比随着萃取条件变化而改变。 因而改变萃取条件，可使分配比按照 所需的方向改变，从而使萃取分离更 加完全。
非极性基团
极性基团
无机盐类溶于水，发生离解形成水合离子， 它们易溶于水中，难溶于有机溶剂，物质的这 种性质称为亲水性。离子化合物，极性化合物 是亲水性物质。
许多非极性有机化合物，如烷烃、油脂、
萘、蒽等难溶于水，而易溶于有机溶剂，物质
的这种性质称为疏水性（亲油性）。
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7
萃取过程
萃取过程可以看作是被萃物M在水相和 有机相中两个溶解过程之间的竞争。萃取 过程为：
H
O
O
CH3 C N
N C CH3
Ni
CH3 C N
N C CH3
O
O
H
中和电荷
NiDx2/CHCl3
引入疏水基
萃取剂----“运载工具”
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9
亲水性水合阳离子→中性疏水螯合物→ 萃入有机相
+
8-羟基喹啉
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萃取法基本参数
① 分配定律和分配比 ② 分离系数 ③ 萃取率与萃取次数
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(
w0 w1 FW
)
/
V有
(
w1 FW
)
/
V水
(w0 w1 )V水 w1V有
w1
w0
(
V水 DV有
V水
）
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19
每次用V有 新鲜溶剂，连续萃取n次，则水相被萃物的剩 余量为：
wn
w0
(
V水 DV有
V水
）n
萃取进入有机相的被萃物总量为：
w
w0
wn
w0
[1
(
V水 DV有
V水
）n ]
E (%) w0 wn 100
这就是所谓的“定量分离”
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17
100
D
1.0
0.01 0
50
100
E%
D
1
9
99 999
E % 50 90 99 99.9
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萃取率与萃取次数的关系─多次萃取
设水相体积为V水（mL），水中含被萃物 W0 (g)，用V有 (mL)萃取剂萃取一次，水相 中剩余W1 (g)被萃物，则
D [ M]有 [ M]水
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分配系数和分配比
A水 A油
分配定律：在一定的温度下，当萃取分配过 程达到平衡时，溶质在互不相溶的两相中的 浓度比为一常数。即
分配系数
KD
[A]油 [A]水
例如，I2稀溶液在H2O//CCl4的分
配
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例 含有I-的I2溶液在H2O//CCl4的分配，水 溶液不仅有I2 ，还有I3-，这时分配系数并 不是一个常数。