萃取分离法的应用.

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萃取的原理与应用范围是

萃取的原理与应用范围是

萃取的原理与应用范围1. 原理萃取(Extraction)是一种物质分离与提取的常用方法,在化工、食品、制药等行业广泛应用。

它通过利用两种相互不相溶的溶剂,将目标物质从混合物中分离出来。

1.1 液液萃取液液萃取是指在两种不相溶的有机溶剂中进行的萃取过程。

它的原理是通过溶质在不同溶剂体系中的分配系数不同,使目标物质从原液中转移到另一有机相中。

1.2 固相萃取固相萃取是指利用特定的固定相材料将目标物质吸附或萃取至其表面的方法。

固相萃取常用于样品前处理,用于去除干扰物质、富集目标物质,从而提高后续分析的灵敏度和准确性。

2. 应用范围萃取技术在各个领域中有广泛的应用,并被用于以下几个方面:2.1 有机合成萃取在有机合成中被用于分离或提取目标有机化合物,以获得纯度较高的产品。

例如,在药物合成中,需要从反应混合物中纯化目标药物,萃取技术可以有效地实现这一目的。

2.2 环境监测萃取技术在环境监测中广泛应用,用于提取和浓缩环境中的污染物。

通过萃取技术,可以将目标污染物从复杂样品中分离出来,并进行进一步的分析和检测。

2.3 食品加工在食品加工过程中,萃取被用于分离和提取食品中的营养成分、香气物质等。

例如,利用超临界流体萃取技术,可以从咖啡豆中提取咖啡因,从而制备无咖啡因咖啡。

2.4 药物研发在药物研发过程中,萃取技术被用于从药材中提取活性成分,或从药物样品中分离和纯化药物。

这对于药物活性评价和质量控制具有重要意义。

2.5 石油化工石油化工中的各个环节都会使用到萃取技术。

例如,通过萃取技术可以从石油中分离出不同的组分,亦可以从废水中回收有用的化合物。

3. 萃取方法的分类萃取方法可以根据不同的要求和目的进行分类,常见的分类包括:3.1 液-液萃取液液萃取是最常见的一种萃取方法,它通过选择不同的溶剂体系和调节萃取条件,实现目标物质的分离和富集。

3.2 固-液萃取固相萃取是通过将目标物质吸附在固定相材料上,将溶剂中的目标物质分离和富集。

萃取法一般用于哪些用途

萃取法一般用于哪些用途

萃取法一般用于哪些用途萃取法是一种通过物质间的分配行为分离纯化物质的化学分析技术。

它广泛应用于不同领域,包括化学、生物、制药、环境科学等。

以下是萃取法一般用途的一些例子:1. 分离和纯化天然产物:许多天然产物(如植物提取物、动物组织)中的药物和化合物具有广泛的应用潜力。

通过萃取法可以将这些复杂的混合物分离为纯化的单一化合物,以便进一步研究和应用。

2. 制药工业:在制药过程中,需要将药物成分从复杂的混合物(如植物提取物或合成反应混合物)中分离出来,并纯化为药物产品。

萃取法被广泛应用于药物的提取、纯化和分析。

3. 环境分析:萃取法可用于从环境样品(如水、土壤、空气)中提取和富集有机化合物,以便进行分析和评估环境污染。

例如,水体中的有机污染物可以通过溶剂萃取分离出来,然后进行测定和定量。

4. 食品和饮料分析:萃取法可用于从食品和饮料样品中提取和富集目标化合物。

例如,咖啡中的咖啡因可以通过溶剂萃取和纯化提取出来,从而分析咖啡中的咖啡因含量。

5. 分析化学:萃取法是分析化学中常用的样品前处理技术。

它可以用于分析化学方法的样品前处理步骤中,从复杂的样品基质中分离出目标分析物,以便进行进一步的定量或定性分析。

6. 药物代谢研究:在药物代谢研究中,萃取法可用于分离和纯化药物及其代谢物,以便进行代谢产物的分析和鉴定。

通过将药物代谢产物从生物样品(例如血液、尿液)中提取出来,可以进一步了解药物代谢转化的路径和机制。

7. 油脂提取:萃取法可以用于从植物种子、坚果和种子中提取和纯化植物油。

这些油脂在食品加工和化妆品制造中具有重要的应用价值。

总之,萃取法是一种广泛应用于不同领域的化学分析技术。

通过它,可以分离和纯化复杂混合物中的目标化合物,进行进一步的分析、定量和定性研究。

它在制药工业、环境科学、食品分析、药物代谢研究等领域中起着重要的作用。

萃取原理的应用

萃取原理的应用

萃取原理的应用1. 萃取原理简介萃取是一种通过溶剂将目标物质从混合物中分离出来的技术。

在分析化学中,萃取是一项常用的分离技术,广泛应用于有机合成、药物研发、环境监测等领域。

萃取的原理是基于目标物质在两相溶剂体系中的分配行为。

常用的萃取方法包括液液萃取、固相萃取、超临界流体萃取等。

2. 液液萃取的应用液液萃取是最常见的一种萃取方法,它利用两个互相不相溶的溶剂相之间的分配行为实现溶液中目标物质的分离。

液液萃取常用于有机合成中的中间体纯化、天然产物提取等。

液液萃取的步骤通常包括溶剂的选择、溶剂的混合、两相的摇匀、分离、干燥和浓缩等。

在液液萃取中,常用的溶剂包括醚类、酮类、芳香烃、酯类等。

溶剂选择的关键是要保证目标物质在两相溶剂之间有较高的分配系数,从而实现有效的分离。

3. 固相萃取的应用固相萃取是一种将目标物质吸附在固体材料上,然后通过洗脱的方式将目标物质从固相材料中释放出来的技术。

固相萃取广泛应用于环境监测、食品安全等领域。

固相萃取的原理是基于固体材料与目标物质之间的亲和性。

常用的固相材料包括活性炭、聚合物、硅胶等。

固相萃取的步骤包括固相材料填充、样品吸附、洗脱和浓缩等。

通过调整固相材料的性质和样品的pH值、离子强度等条件,可以实现对目标物质的高效萃取。

4. 超临界流体萃取的应用超临界流体萃取是一种利用超临界流体提取目标物质的技术。

超临界流体是指温度和压力高于临界点时气体与液体之间的臨界态。

超临界流体萃取具有高效、环保、可控性好等优点,广泛应用于天然产物提取、药物研发等领域。

超临界流体的选择是超临界流体萃取的关键。

常用的超临界流体包括二氧化碳、乙烷、乙醇等。

超临界流体萃取的步骤包括样品的装填、超临界流体的通入、目标物质的萃取、超临界流体的回收等。

通过调整温度、压力、流速等条件,可以实现对目标物质的高效分离。

5. 萃取原理在药物研发中的应用药物研发是萃取原理应用的一个重要领域。

在药物研发中,萃取用于提取天然产物中的有效成分,纯化中间体,去除杂质等。

萃取的方法原理应用

萃取的方法原理应用

萃取的方法原理应用1. 萃取方法的基本原理•萃取是一种将溶质从一个溶液中转移到另一个溶液中的分离技术。

•萃取基于不同化合物在两个不相溶溶液中的分配系数,通过选择适当的有机溶剂来实现分离。

•萃取过程包括萃取剂选择、溶剂与溶剂的相互分散、溶质分配与迁移、分离和回收等步骤。

2. 萃取方法的分类2.1. 液-液萃取在液体相中使用两个或多个互不混溶的溶剂来进行萃取。

### 2.2. 固-液萃取在固体相和液体相之间进行分离。

### 2.3. 气-液萃取气体与液体相接触,通过气-液质量转移进行分离。

3. 萃取方法的应用3.1. 药物生产中的萃取•药物生产中,利用萃取方法可以从天然产物中提取活性成分,如植物提取物、海洋生物提取物等。

•萃取方法可以有效地提取药物中的杂质和不纯物,提高药物纯度和活性。

3.2. 食品加工中的萃取•食品加工中,萃取方法可以用于提取香料、色素、食品添加剂等。

•萃取可以提取食品中的营养物质,如维生素、脂肪酸等,用于制备功能食品和保健品。

3.3. 石油化工中的萃取•石油化工中,萃取方法可以用于分离石油中的杂质和重油成分。

•萃取可以用于分离和提纯石油化工中的有机溶剂、化工中间体和高纯度产品。

3.4. 环境保护中的萃取•环境保护中,萃取方法可以用于水体、土壤和空气中有害物质的提取和分离。

•萃取可以用于处理工业废水、废气和固废,减少污染物对环境的影响。

4. 萃取方法的优缺点4.1. 优点•萃取方法具有选择性,可以根据溶质的性质选择适当的有机溶剂。

•基于系统的相对简单性,易于进行自动化操作和控制。

•萃取方法可以在室温下进行,不需要高温高压条件。

•萃取方法可以实现对目标物质的高效分离和回收。

4.2. 缺点•需要大量的溶剂,并且有机溶剂具有挥发性和易燃性,对环境和人体健康有潜在风险。

•萃取过程中可能会出现相分离或乳化等问题,影响分离效果。

•某些化合物在萃取过程中可能会发生化学反应或降解,导致产品质量下降。

萃取流程及应用实例图

萃取流程及应用实例图

萃取流程及应用实例图萃取(Extraction)是一种化学分离技术,常用于从混合物中分离和纯化化合物。

该技术利用不同化合物在不同溶剂中的溶解度差异,通过将混合物与适当的溶剂进行接触,使目标化合物在溶剂中溶解,并与其他化合物分离。

以下将详细介绍萃取的流程以及应用实例图。

一、萃取的流程萃取的基本流程包括溶剂的选择、混合物与溶剂的接触和分离、溶剂的回收和纯化等步骤。

1. 溶剂的选择溶剂的选择是萃取的重要步骤。

通常选择的溶剂具有和目标化合物形成好的溶解度,且与其他成分有较小的溶解度。

常用的溶剂包括水、醇类、醚类、酯类等。

2. 混合物与溶剂的接触和分离混合物与溶剂的接触可以通过不同的方式实现,常见的方法有搅拌、振荡、加热等。

通过接触,目标化合物会在溶剂中溶解,而其他成分则很少溶解。

分离的方法可以是简单的重力分离、离心分离、过滤、萃取等。

3. 溶剂的回收和纯化经过分离,溶剂中含有目标化合物。

为了回收溶剂并纯化目标化合物,可以采用蒸馏、结晶、薄层色谱等方法。

通过回收和纯化,最终得到高纯度的目标化合物。

二、萃取的应用实例图1. 药物提取萃取在药物工业中具有广泛应用。

例如,从植物中提取药用成分,如兰草中的香草酚;从海洋生物中提取药用成分,如海藻中的胶质;从发酵液中提取大量的抗生素等。

2. 石油化工在石油化工中,萃取广泛应用于原油中的各种组分的分离。

例如,用芳烃溶剂从原油中萃取出芳烃,用脱氧剂和萃取剂从石脑油中萃取出苯酚等。

3. 食品工业食品工业中也使用萃取技术进行成分的分离和纯化。

例如,从植物中提取食用色素,如胡萝卜素、叶绿素等;从动物骨骼中提取明胶等。

4. 环境保护萃取也可以用于环境保护领域,例如处理工业废水和废气。

例如,利用各种溶剂从废水中萃取出有害重金属离子,以净化废水。

5. 能源工业在能源工业中,萃取可以用来分离和纯化煤矿气中的各种组分。

例如,从煤矿气中萃取出甲烷和丙烷,以供燃料使用。

以上仅是萃取在不同领域的一些应用实例,详细的实际应用非常广泛。

萃取技术的原理及应用

萃取技术的原理及应用

萃取技术的原理及应用1. 萃取技术的概述萃取技术是一种通过选择性分离溶解在不同相中的化合物的方法。

它基于物质在不同相中的溶解度差异,通过选择一种合适的溶剂将目标物质从混合物中提取出来。

本文将介绍萃取技术的原理以及在不同领域的应用。

2. 萃取技术的原理萃取技术的原理依赖于两个基本步骤:提取和分离。

2.1 提取提取是将目标物质从混合物中转移到一个合适的溶剂中的过程。

提取的选择性依赖于目标物质和溶剂之间的相互作用力。

常见的提取方法有液液萃取、固相萃取和超临界流体萃取。

•液液萃取:利用两种不溶性液体(通常是水和有机溶剂)的相分离性质,通过溶剂与混合物之间的相互作用力来实现目标物质的提取。

•固相萃取:使用固定的吸附剂将目标物质吸附在表面上,然后通过洗脱剂将目标物质从吸附剂上洗脱出来。

•超临界流体萃取:利用具有超临界状态的流体作为溶剂,通过调节温度和压力来控制目标物质在超临界流体中的溶解度,实现目标物质的提取。

2.2 分离分离是将提取到的目标物质与溶剂进行分离的过程。

分离的方法根据溶剂的性质和目标物质的特性而定。

常见的分离方法包括蒸馏、结晶、凝胶过滤、离心和薄层色谱等。

•蒸馏:利用物质在不同温度下的沸点差异,将混合物中的组分按照沸点的高低逐个蒸馏出来。

•结晶:利用物质在溶液中的溶解度随温度的变化而改变,通过控制温度来使目标物质结晶出来。

•凝胶过滤:利用凝胶过滤材料对颗粒物质的筛选作用,将目标物质与溶剂分离。

•离心:利用旋转离心仪产生的离心力,使密度不同的颗粒或液体分层沉淀,达到分离的目的。

•薄层色谱:利用固定在薄层上的吸附剂对混合物进行分离,通过溶剂在薄层上的上升作用使混合物中的组分逐渐展开。

3. 萃取技术的应用萃取技术广泛应用于许多领域,包括化学、制药、环境监测、食品分析等。

以下是一些典型的应用案例:3.1 化学领域在化学领域,萃取技术常用于有机合成中的产物提取和纯化过程。

通过选择合适的溶剂和萃取方法,可以将目标化合物从反应混合物中提取出来,减少杂质的干扰,提高产物的纯度。

萃取技术的发展与应用

萃取技术的发展与应用

萃取技术的发展与应用萃取技术是一种利用化学物质间的差异性从混合物中分离目标成分的方法,也被称为萃取分离技术。

它广泛应用于化工、生物学、医药和环保等多个领域。

本文将探讨萃取技术的发展历程和应用领域,以及当前的研究进展和未来发展趋势。

一、萃取技术的发展历程人们早在几千年前就开始尝试利用自然物质进行萃取分离。

在古代,中国和印度的医学家就使用植物和动物萃取物制备药品。

到了16世纪,随着化学的快速发展,人们开始利用化学溶剂进行有机合成和萃取分离。

20世纪初,萃取技术逐渐成为化学分离技术的主要手段之一。

随着科技的不断进步,萃取技术也得到了大幅度的提升和发展。

最初的萃取技术主要是手工操作和简单的装置,如漏斗、分液漏斗等。

随着提取剂的发现和广泛应用,逐渐出现了各种特殊的萃取技术,如液液萃取、固相萃取、超临界流体萃取、微波辅助萃取等。

这些技术不仅提高了分离效率和纯度,而且缩短了工艺流程,降低了成本。

二、萃取技术的应用领域1、化工工业化工工业是萃取技术的主要应用领域之一。

在化学合成和有机化工过程中,萃取技术用于靶向分离、分级精制、富集和分离目标化合物。

例如,设备大小的优化和萃取条件的改进可以提高气体和液体的分离效率,从而优化制气和萃取出精制产品的工艺。

2、制药工业制药业是萃取技术的主要应用领域之一。

在药物生产和分离中,萃取技术可以用于提取原材料中的活性成分或制备纯化化学品。

例如,将提取剂变更、提取时间调整等技术操作来降低成分之间的交叉污染,使药物产品更加纯净。

3、环境保护萃取技术也被广泛应用于环境污染治理中。

例如,荒地污染土壤和油污分离,保护水资源,进一步保护野生动植物和人类的生存环境。

三、萃取技术的研究进展1、新型萃取剂的研发新型萃取剂是萃取技术研究的关键点之一。

现在国内外研究者致力于研发新型萃取剂,精密萃取,更好的选择性和更快的反应速度可以提高分离的效率和纯度,缩短工艺流程,降低成本。

例如,离子液体是一种新型的溶剂体系,具有生物可降解性、高选择性和良好的溶解性能,能够实现多次回收,具有广阔的前景。

萃取的原理在生活中的应用

萃取的原理在生活中的应用

萃取的原理在生活中的应用什么是萃取萃取(Extraction)是指将不同溶解度的溶质从混合物中分离出来的一种物理方法。

它利用了溶液中溶质的不同溶解度,通过选择性溶剂对混合物进行处理,使溶质从一种相转移到另一种相中,从而实现分离纯化的目的。

生活中萃取的应用1. 咖啡的冲煮咖啡的冲煮过程就是一种使用萃取原理的实例。

咖啡豆中的咖啡因等成分可以在水中溶解,通过冲泡咖啡豆的方式,将咖啡因等物质从咖啡豆中提取出来,形成咖啡的浓缩液。

2. 茶叶的冲泡与咖啡相似,茶叶的冲泡也是利用了萃取的原理。

茶叶中的茶多酚等物质可以在水中溶解,在冲泡过程中,将茶叶浸泡在水中,茶多酚等物质从茶叶中提取出来,形成茶水。

3. 药物的提取与制备在药物研发和制备过程中,萃取技术也得到了广泛的应用。

通过选择性溶剂提取药物中的有效成分,从而获得纯化的化合物。

比如,植物中的有效药物成分可以通过水、乙醇等溶剂进行萃取,得到纯化的药物成分。

4. 食品的加工与提取在食品加工中,萃取技术也有着重要的应用。

例如,植物油的提取过程就是一种利用萃取原理的操作。

通过选择性溶剂将植物中的油脂成分提取出来,获得纯净的植物油。

5. 香料的提取与制备香料的提取与制备过程中,也离不开萃取技术的应用。

香料中的各种芳香化合物可以通过选择性溶剂提取出来,形成浓缩的香料液。

这些香料可以用于食品、饮料、香水等领域。

6. 环境污染物的治理萃取技术也在环境治理中发挥着重要的作用。

例如,通过萃取技术可以将水中的有机污染物、重金属离子等物质提取出来,从而实现水质净化的目的。

7. 石油的提炼和分离石油的提炼和分离过程中,萃取技术也起到了关键的作用。

通过选择性溶剂将石油中的各种组分进行分离纯化,获得不同规格的石油产品。

总结萃取作为一种重要的分离技术,广泛应用于生活和工业的许多领域。

无论是在食品加工、药物提取、环境治理还是石油分离等过程中,都可以发现萃取技术的身影。

通过选择性溶剂的使用,不同物质的分离纯化变得更加高效和可行。

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分离科学论文题目萃取分离法的应用学院xxxxxxxxxx专业xxxxx班级xxxxx学生xxx学号xxxxxxxxx指导教师xxx二〇一x年x月x日目录1 前言 (1)1.1 萃取的含义 (1)1.2 萃取率的含义 (1)2 萃取 (2)2.1 萃取平衡 (2)2.2 萃取条件 (3)2.3萃取原理 (4)2.4萃取方法 (5)3 提高萃取率及选择性的方法 (7)3.1方法分类 (7)3.1.1改变酸度 (7)3.1.2提高螯合剂浓度 (7)3.1.有机溶剂选择 (7)3.1.4萃取温度 (7)3.1.5选择掩蔽剂 (7)3.1.6 利用协同萃取 (7)3.1.7反萃取 (8)3.1.8.改变元素价态 (8)3.1.9利用萃取速率的差异 (8)3.2提高离子缔合物萃取率及选择性的方法 (9)结论 (11)参考文献 (12)致谢 (13)1.1萃取的含义液-液萃取分离法又称溶剂萃取分离法,简称萃取分离法。

萃取分离法是利用与水不相溶的有机溶剂和试液一起振荡后静置分层,一些组分进入有机相,另一些组分则留在水相中,从而达到分离的目的。

利用萃取分离法,可以使低含量组分达到富集和分离的目的,也可用于除去大量的干扰元素。

萃取分离法设备简单、操作迅速,并且分离效果好。

因此,提高萃取率及选择性是一项迫在眉睫的工程。

1.2萃取率的含义萃取的完全程度可以用萃取率表示。

萃取率表示被萃取组分已萃入有机相的总量与原始溶液中被萃取组分总量比值的百分数,一般用E表示。

2.1萃取平衡萃取剂一般是有机弱酸(HR)萃取平衡:Mn+水 + nHR有= MRn有 + nH+水萃取平衡至少包括四个平衡过程:HL(有)Χ(1)HL(水)MLn(有)χ(2)χ(4)nL水−+M水n + ⇔MLn(有)H水+ (3)四个平衡为(1)萃取剂在水相和有机相中的分配平衡(2)萃取剂在水相中的离解平衡(3)被萃取离子和萃取剂的螯合平衡(4)生成的螯合物在水相和有机相中的分配平衡整个萃取过程的分配比:整理得:2.2萃取条件1、萃取剂的选择形成螯合物愈稳定, n 愈大愈易溶于有机溶剂, KD 愈大 D 增大有 萃取剂酸性愈强, Ka 愈大 利于萃取 萃取剂愈易溶于水, KD’愈小萃取剂与萃取的离子形成螯合物稳定性好; 选择萃取剂 螯合物易溶于有机溶剂; 萃取剂本身酸性强;萃取剂较易电离和较易溶于水2、 萃取溶剂的选择 选择萃取溶剂:一般应使螯合物有较大的溶解度; 螯合剂有较小的溶解度;溶剂的比重与水相差较大;粘度较小;易与原料液相分层、 毒性、挥发性较小。

萃取容量大. 3、 酸度的选择溶液的pH 增大,D 增大,萃取完全。

萃取率与[H+]关系: 设V 有=V 水n n D naK K K D )][H [HL](水有'n D +⋅⋅⋅=βn K D -+*=水]H ['1001%⨯+=D D E nK D -+=]H [*nK E E D -+=-=∴]H [*100pH*'lg )100lg(lg n K E E +=--以pH—横坐标E—纵坐标萃取曲线例:用氯仿为溶剂,用0.1mol/L8-羟基喹啉为萃取剂,萃取Ga3+、In3+、Al3+萃取曲线:(1)溶液的pH增大,E%增大,萃取完全。

(2)三条曲线形状与斜率完全一样。

(3)三种不同的螯合物开始被萃取时的pH及萃取完全时的pH不同。

2.3萃取原理利用化合物在两种互不相溶(或微溶)的溶剂中溶解度或分配系数[1]的不同,使化合物从一种溶剂内转移到另外一种溶剂中。

经过反复多次萃取,将绝大部分的化合物提取出来。

分配定律是萃取方法理论的主要依据,物质对不同的溶剂有着不同的溶解度。

同时,在两种互不相溶的溶剂中,加入某种可溶性的物质时,它能分别溶解于两种溶剂中,实验证明,在一定温度下,该化合物与此两种溶剂不发生分解、电解、缔合和溶剂化等作用时,此化合物在两液层中之比是一个定值。

不论所加物质的量是多少,都是如此。

属于物理变化。

用公式表示。

CA/CB=KCA.CB分别表示一种化合物在两种互不相溶地溶剂中的量浓度。

K是一个常数,称为“分配系数”。

有机化合物在有机溶剂中一般比在水中溶解度大。

用有机溶剂提取溶解于水的化合物是萃取的典型实例。

在萃取时,若在水溶液中加入一定量的电解质(如氯化钠),利用“盐析效应”以降低有机物和萃取溶剂在水溶液中的溶解度,常可提高萃取效果。

要把所需要的化合物从溶液中完全萃取出来,通常萃取一次是不够的,必须重复萃取数次。

利用分配定律的关系,可以算出经过萃取后化合物的剩余量。

设:V为原溶液的体积w0为萃取前化合物的总量w1为萃取一次后化合物的剩余量w2为萃取二次后化合物的剩余量wn为萃取n次后化合物的剩余量S为萃取溶液的体积经一次萃取,原溶液中该化合物的浓度为w1/V;而萃取溶剂中该化合物的浓度为(w0-w1)/S;两者之比等于K,即:w1/V =K w1=w0 KV(w0-w1)/S KV+S同理,经二次萃取后,则有w2/V =K即(w1-w2)/Sw2=w1 KV =w0 KVKV+S KV+S因此,经n次提取后:wn=w0 ( KV )KV+S当用一定量溶剂时,希望在水中的剩余量越少越好。

而上式KV/(KV+S)总是小于1,所以n越大,wn就越小。

也就是说把溶剂分成数次作多次萃取比用全部量的溶剂作一次萃取为好。

但应该注意,上面的公式适用于几乎和水不相溶地溶剂,例如苯,四氯化碳等。

而与水有少量互溶地溶剂乙醚等,上面公式只是近似的。

但还是可以定性地指出预期的结果。

2.4萃取方法向待分离溶液(料液)中加入与之不相互溶解(至多是部分互溶)的萃取剂,形成共存的两个液相。

利用原溶剂与萃取剂对各组分的溶解度(包括经化学反应后的溶解)的差别,使它们不等同地分配在两液相中,然后通过两液相的分离,实现组分间的分离。

如碘的水溶液用四氯化碳萃取,几乎所有的碘都移到四氯化碳中,碘得以与大量的水分开。

最基本的操作是单级萃取。

它是使料液与萃取剂在混合过程中密切接触,让被萃组分通过相际界面进入萃取剂中,直到组分在两相间的分配基本达到平衡。

然后静置沉降,分离成为两层液体,即由萃取剂转变成的萃取液和由料液转变成的萃余液。

单级萃取达到相平衡时,被萃组分B的相平衡比,称为分配系数K,即:K=yB/xB式中yB和xB分别为B组分在萃取液中和萃余液中的浓度。

浓度的表示方法需考虑组分的各种存在形式,按同一化学式计算。

若料液中另一组分D也被萃取,则组分B的分配系数对组分D的分配系数的比值,即B对D的分离因子,称为选择性系数α,即:α=KB·KD=yB·xD/(xB·yD)α>1时,组分B被优先萃取;α=1表明两组分在两相中的分配相同,不能用此萃取剂实现此两组分的分离。

单级萃取对给定组分所能达到的萃取率(被萃组分在萃取液中的量与原料液中的初始量的比值)较低,往往不能满足工艺要求,为了提高萃取率,可以采用多种方法:①多级错流萃取。

料液和各级萃余液都与新鲜的萃取剂接触,可达较高萃取率。

但萃取剂用量大,萃取液平均浓度低。

②多级逆流萃取。

料液与萃取剂分别从级联(或板式塔)的两端加入,在级间作逆向流动,最后成为萃余液和萃取液,各自从另一端离去。

料液和萃取剂各自经过多次萃取,因而萃取率较高,萃取液中被萃组分的浓度也较高,这是工业萃取常用的流程。

③连续逆流萃取。

在微分接触式萃取塔(见萃取设备)中,料液与萃取剂在逆向流动的过程中进行接触传质,也是常用的工业萃取方法。

料液与萃取剂之中,密度大的称为重相,密度小的称为轻相。

轻相自塔底进入,从塔顶溢出;重相自塔顶加入,从塔底导出。

萃取塔操作时,一种充满全塔的液相,称连续相;另一液相通常以液滴形式分散于其中,称分散相。

分散相液体进塔时即行分散,在离塔前凝聚分层后导出。

料液和萃取剂两者之中以何者为分散相,须兼顾塔的操作和工艺要求来选定。

此外,还有能达到更高分离程度的回流萃取和分部萃取。

3提高萃取率及选择性的方法3.1.1改变酸度根据萃取平衡方程,可以计算出不同价态金属离子的萃取率和分配比与pH的关系。

必须根据情况选择和控制酸度。

3.1.2提高螯合剂浓度[HA]愈高,分配比D愈大。

这对于易水解金属离子的萃取是有利的。

3.1.3有机溶剂选择螯合剂在有机溶剂中溶解度愈高,其分配比也愈大。

对大多数配位数和氧化数都已满足的中性螯合物而言,溶剂的影响并不太重要。

一般可以使用CHCl3、苯、醇、酮等低介电常数有机溶剂。

对于配位数未饱和的螯合物萃取,有机溶剂的适用性按以下次序排列:醇类>酮类>混合醚>简单醚>烃类的卤化衍生物>烃类。

3.1.4萃取温度萃取通常在室温下进行。

3.1.5选择掩蔽剂当两种或多种金属离子与螯合剂均形成可萃取的螯合物时,可加入掩蔽剂使其中的一种或多种金属离子形成易溶于水的配合物而相互分离。

这是提高溶剂萃取选择性的重要途径之一。

常用的掩蔽剂:EDTA,酒石酸盐,柠檬酸盐,草酸盐及焦磷酸盐等。

例如,用二苯氨基脲-CHCl3萃取汞时,可用焦磷酸盐掩蔽锌、铅、钴、镍、铁及铜等元素。

用亚硝基- -荼酚-CHCl3萃取钴时,可用柠檬酸和硫脲联合掩蔽铁和铜等元素。

注意:在某些情况下,掩蔽剂会影响D或E值,甚至会改变定量萃取的pH范围。

3.1.6利用协同萃取(1)协同萃取效应:在一些萃取体系中,两种或两种以上萃取剂的混合物同时萃取某一金属离子或其化合物时,其分配比显著地大于每一种萃取剂在相同浓度条件下单独萃取的分配比之和。

协同萃取产生原因:是由于混合配合物的形成。

协同萃取效应的程度通常用协萃系数S 衡量:S= D协同/ D加和式中,D协同为协同萃取分配比,D加和为每一种萃取剂在相同条件下单独萃取的分配比之和。

S>1:正协同效应或协同效应(协同萃取体系)S<1:反协同效应(反协同萃取体系)协同萃取的程度与协萃剂、稀释剂的性质有关,也受金属离子及螯合剂性质的影响。

常用协萃剂:有机磷化合物,其协同效应的程度往往随磷化合物中氧的配位能力增强而增大。

因此,用极性更强的三烷基氧化磷(R3PO)代替三丁基磷酸酯,可大大提高分配系数。

有机磷化合物的协萃能力按以下顺序提高:磷酸酯(RO)3PO<膦酸酯R(RO)2PO<次磷酸酯R2(RO)P0<氧化膦R3PO其他协萃剂:杂环碱、亚砜、羧酸、酚类、胺类和冠醚。

稀释剂的性质对协同萃取程度的影响也较明显。

随着稀释剂极性的降低,稀释剂在水中溶解度的减小,协萃分配系数随之增大。

其顺序为:氯仿<甲基异丁酮<苯<四氯化碳<正己烷<环己烷。

此外,协萃程度与螯合剂性质也有关。

螯合剂越稳定,生成混配物倾向越不明显,协萃效应越小。

(2)利用共萃取共萃取:某一元素(通常为微量元素)单独存在时不被萃取或萃取率很低,但有另一元素(通常为常量元素)存在时,难以萃取的元素也能被萃取或萃取率显著增大的现象。

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