萃取2

KD 1 K a /[ H ] w

结论：分配比受水溶液pH的变化而变化
设某脂肪酸HA，在乙醚与水中的KD=103 Ka=10-5
(1) [H+]≫Ka时，即pH≪5
(2) [H+] ≪ Ka时，即pH ≫ 5
lgD = lgKD= 3
lgD = 8 - pH
以lgD ——pH作图，可知： （1）pH<5，可得最大分配比，D=KD=103 （2）pH>5，得一直线。
即：当某一溶质A同时接触到两种互不混溶的溶剂 时，例如一种是水，另一种是有机溶剂时，溶质A 就分配在这两种溶剂中。
A(w) A(o)
分配过程达到平衡：
[ A ]o [ A ]w
A(w) A(o)
KD——分配系数 KD 为 常数
KD
说明（1） KD只在一定温度下 （2）溶液中溶质的浓度很低 （3）溶质在两相中的存在形式相同时 浓度高，达平衡时：
f

[ I 3 ]w [ I 2 ]w [ I ]w


稳定常数
[ I 2 ]o [ I 2 ]w
I2分配在两种溶液中：I2(w) I2(o)
KD
分配系数
分配比：
[ I 2 ]o
KD
[ I 2 ]o [ I 2 ]w
K
f

[ I 3 ]w [ I 2 ]w [ I ]w


D
[ I 2 ]w [ I 3 ]w
指易溶于水而不被萃取，但能促进萃取物转 入有机相，提高萃取效率的无机物盐类。
9、相比： 指有机相和水相的体积比。常用符号Vo/Vw表示；
10、抑萃络合剂：
指溶于水且与被萃金属离子形成溶于水而不 溶于有机相的试剂。
抑萃剂的存在常降低萃取率和分配比。由于抑 萃剂常用来提高分离的选择性，有时在溶剂萃取 中又称掩蔽剂。 11、无机酸：
就是使溶液与另一种不相混溶的溶剂密切接 触，以使溶液中的某一种或某几种溶质进入溶剂 相中，从而与溶液中的其它干扰组分分离。
2、被萃取物 指原先溶于水相，然后被有机相萃取的物质。 (萃合物)。 3、萃取液和萃余液 萃取分层后的有机相称为萃取液，此时的水 相为萃余液。
4、萃取剂
指能与被萃取物质发生化学反应，形成能溶于 有机相的萃合物的试剂。
若连续萃取3次，D=10，V有=V水 思考：n次连续萃取的萃取率?
E n (%) [1 (1 E 1 %) ] 100
n
Байду номын сангаас
自己 推导
E1
D D V水 / V有
100 %
10 10 1 / 1
3
100 % 90 . 91 %
E 3 (%) [1 (1 E 1 %) ] 100 % [1 (1 90 . 91 %) ] 100 %
丁二酮污（A)
Ni ( H 2 O ) 6 2 A pH=9 NiA
2 氨性 2
6 H 2O 2 H

(疏水性，可溶于CHCl3)
任务：选择适当的萃取剂，在适当的条件下，促 使物质由亲水性向疏水性转化。 物质亲水性与疏水性强弱的规律： （1）凡是离子都有亲水性。 （2）物质含亲水性基团越多，其亲水性越强。
C’=DC=3× 2.5×10-3mol/L= 7.5×10-3mol/L n= CV水 = 2.5×10-3 × 100 ×10-3 = 2.5×10-4 mol
n’=C’ V有=7.5×10-3 × 100 ×10-3 = 7.5×10-4 mol
E= D/(D+V水/V有)=D/(D+1)=3/(3 + 1)=75% (2) V有= 1000mL V水= 100mL C0=10-2mol/L C = C0 V水/ (V水 + D V有) = 10-2/(1+3×10)=3.22×10-4mol/L E= D/(D+V水/V有) =3/(3 + 100/1000)=96.8%


KD 1 K f [ I ]w

说明（1）D随[I-]w改变而浓度，[I-]=0时，D=KD (2) [I-]w￪， D￬，当Kf[I-]>>1时
D KD K f [I ]


K [I ]

结论: 分配比随[I-]w浓度改变而改变
例2：某有机酸HA在水相和有机相中进行分配
两相中的平衡关系如下：
常见的亲水基团：-OH，-SO3H，-NH2，=NH等。
（3）物质含疏水性基团越多，其疏水性越强。 常见的疏水基团：烷基、芳香基等。 反萃取 有时需要采取与萃取相反的步骤，把有机相 的物质再转入水相中，这一过程称为反萃取。
二、萃取分离的基本参数
1 、分配定律，分配系数
当某一种溶质在基本上不相混溶的两个溶剂之 间分配时，在一定温度下，两相达到平衡后，且溶 质在两相中的分子量相等。则其在两相中的浓度比 值为一常数。
第三章
§3.1 §3.2 §3.3 §3.4 §3.5 §3.6
溶剂萃取分离法
概述 萃取分离法的基本原理 形成螯合物的萃取体系 形成离子缔合物的萃取体系 提高萃取率及选择性的方法 萃取分离法的应用
§3.1 概述
一、基本概念 二、溶剂溶解度的相似原理 三、各类溶剂的互溶规律 四、特点
一、基本概念
1、溶剂萃取分离
水相中加入能促进被萃取物的分配比或萃取 率增大的络合剂，是萃取过程中不可缺少的辅助 试剂。
例：二安替比林甲烷(DAPM)萃取钴，生成能溶于 CHCl3的(DAPM)· 2[Co(SCN)4]。 H
萃取剂： DAPM；萃取溶剂： CHCl3;
助萃剂: SCN-
7、反萃取剂
一种新的不含被萃取物的水相与萃取液接触， 使被萃取物返回水相的过程叫反萃取；使被萃取 物返回水相的物质叫反萃取剂。 8、盐析剂
或指能与亲水性物质反应生成可被萃取的疏水 性物质的试剂。
5、萃取溶剂 指与水不相混溶且能够构成连续有机相的液体。 活性萃取溶剂——可与被萃取物发生化学反应， 形成配合物、离子缔合物或溶剂化物。 例：磷酸三丁酯，正丁醇等。
惰性萃取溶剂——本身不与被萃取物发生化学
反应，仅起溶解被萃取物，改变萃取剂的物理 性质，使萃取两相易于分层的作用。 例：四氯化碳，三氯甲烷，苯等。 6、助萃剂（助萃络合剂）：
PA ao aw [ A ]o o [ A ]w w KD
o w
PA——热力学分配系数
2 、 分配比
• 分配比：表示溶质在两相中以各种形式存在的 总浓度的比值。
D 有机相中溶质总浓度 水相中溶质总浓度 C A(o) C A(w)
例1：碘在CCl4和H2O中的分配过程 在水溶液中： I2 + I- I3K
体积V水；有机溶剂体积V有。
萃取一次，平衡时：水溶液中A总浓度C1，有机 相中A总浓度C1’，
C 0V 水 C 1V 水 C 1V 有 C 1V 水 C 1 DV 有
'
C 0V 水
若V有=V水 C 1

C 0V 水 V 水 DV 有

V有 V水 V有 D

C0 1 D

1 11
100 %
(2) 分配比D大，萃取率E大，萃取就进行完全。 若 V有=V水 D=1000时， E=99.9% D=100时， D=10时， E=99.5% E=90% 萃取完全 当组分含量较少可认为 萃取完全 一次萃取不完全
例3 用100mL乙醚从100mL10-2mol/L的某药物水 溶液中萃取该药物后，计算在每一相中的物质量 和浓度及萃取效率。（假设该药物在乙醚和水中 的分配比为3.0）。如果用1000mL乙醚萃取，萃 取效率又怎样？
单次萃取
V有=3V水
萃取一次，平衡时：水溶液中A总浓度C1
C1
C 0V 水 V 水 DV 有

C0 1 30

1 31
C0
与连续萃取3次相比，消耗同量的有机溶剂， 但效果不及连续萃取。
E D D V水 / V有 100 % 10 10 1 / 3 100 % 96 . 78 %
解（1）V有= 100mL V水= 100mL C0=10-2mol/L
设萃取后乙醚相中药物的浓度Cˊ 水相中药物的浓度C D=Cˊ/C
C0 V水= CV水 + Cˊ V有= CV水 + CD V有 C = C0 V水/ (V水 + D V有) = C0/(1+D) =10-2/4=2.5×10-3mol/L
（2）有较高的灵敏度、选择性。 （3）应用广泛 （4）手工操作，工作量大。 （5）所用有机溶剂易挥发、易燃和有毒。
§3.2 萃取分离法的基本原理
一、 萃取过程的本质
二、萃取分离的基本参数 三、 萃取体系的分类
§3.2 萃取分离法的基本原理
一、 萃取过程的本质
萃取过程的本质： 是将物质由亲水性转化为疏水性的过程。 例：萃取镍 水溶液中：Ni(H2O)62+ 亲水性
lg( 100 99 . 9 ) 2 lg( 100 50 ) 2 10 lg( 100 99 ) 2
4 分离系数(分离因子或分离因数)
为了定量说明两种组分的分离效果，一般 用分离系数表示。
分离系数：同一萃取体系中相同萃取条件下两种 两种组分分配比的比值。用表示。

C0
萃取二次，平衡时：水溶液中A总浓度C2
C 2 C1 ( 1 1 D ) C0( 1 1 D )
2
同理
1 121
C0
萃取三次，平衡时：水溶液中A总浓度C3