1.4萃取体系分类法解析
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第二章 第三节 萃取体系的分类 化学与化学工程 分离技术 教学课件
特点：
①萃取剂: HA或H2A，它在水相与有机相都有一定的溶 解度。
②在水相中金属离子以阳离子Mn＋形式存在，或以能离 解出Mn＋ 的络离子MLmn-mx(x为L的负价）形式存在。
③在水相中Mn+与HA或H2A生成中性螯合物MAn或M(HA)n形 式。
④生成的中性螯合物不含亲水基团，因而难溶于水，易 溶于有机溶剂，所以能被萃取。
｝ 磷酸三烷酯(RO)3PO、
一烷基膦酸二烷酯R(RO)2PO 二烷基瞵酸一烷酯R2(RO)PO 三烷基氧化膦R3PO 焦磷酸酯R4P2O7 PH3的有机衍生物(RO)3P。
如三苯氧基瞵是Cu+的特效萃取剂： CuCl / H2O－KCl / 10%(C6H5O)3 P － CCl4
（二）中性含氧萃取剂
酮、醚、醇、酯、醛等在弱酸性或HNO3溶液中萃 取金属盐。
如：异丁醇萃取UO2(NO3)2 中性络合物为UO2(NO3)2·（i-BU(OH)4）。
应注意：在强酸性溶液中上述萃取剂生成佯盐阳离 子，用于萃取金属络阴离子或酸根离子，不属于这 类萃取体系而属于离子缔合萃取体系。
（三）中性含氮萃取剂
如： 吡啶萃取Cu(SCN)2 生成中性络合物为Cu(SCN)2·(Py)2
二、中性络合萃取体系
特点：
① 被萃取物质是中性分子。
如：UO2(NO3)2 在水中存在形式：UO22＋ 、UO(NO3)+、UO2(NO3)3－
② 萃取剂本身也是中性分子 如：磷酸三丁酯(TBP)
③ 萃取剂与被萃取物质结合生成中性络合物 如：UO2(NO3)2 ·2TBP
按萃取剂性质不同分类:
（一）中性磷萃取剂
一简单分子萃取体系二中性络合萃取体系三螯合萃取体系四离子缔合物萃取体系五协同萃取体系一简单分子萃取体系特点1被萃取物质是以其本身的中性分子形式在水相与有机相之间转移而分配的
①萃取剂: HA或H2A，它在水相与有机相都有一定的溶 解度。
②在水相中金属离子以阳离子Mn＋形式存在，或以能离 解出Mn＋ 的络离子MLmn-mx(x为L的负价）形式存在。
③在水相中Mn+与HA或H2A生成中性螯合物MAn或M(HA)n形 式。
④生成的中性螯合物不含亲水基团，因而难溶于水，易 溶于有机溶剂，所以能被萃取。
｝ 磷酸三烷酯(RO)3PO、
一烷基膦酸二烷酯R(RO)2PO 二烷基瞵酸一烷酯R2(RO)PO 三烷基氧化膦R3PO 焦磷酸酯R4P2O7 PH3的有机衍生物(RO)3P。
如三苯氧基瞵是Cu+的特效萃取剂： CuCl / H2O－KCl / 10%(C6H5O)3 P － CCl4
（二）中性含氧萃取剂
酮、醚、醇、酯、醛等在弱酸性或HNO3溶液中萃 取金属盐。
如：异丁醇萃取UO2(NO3)2 中性络合物为UO2(NO3)2·（i-BU(OH)4）。
应注意：在强酸性溶液中上述萃取剂生成佯盐阳离 子，用于萃取金属络阴离子或酸根离子，不属于这 类萃取体系而属于离子缔合萃取体系。
（三）中性含氮萃取剂
如： 吡啶萃取Cu(SCN)2 生成中性络合物为Cu(SCN)2·(Py)2
二、中性络合萃取体系
特点：
① 被萃取物质是中性分子。
如：UO2(NO3)2 在水中存在形式：UO22＋ 、UO(NO3)+、UO2(NO3)3－
② 萃取剂本身也是中性分子 如：磷酸三丁酯(TBP)
③ 萃取剂与被萃取物质结合生成中性络合物 如：UO2(NO3)2 ·2TBP
按萃取剂性质不同分类:
（一）中性磷萃取剂
一简单分子萃取体系二中性络合萃取体系三螯合萃取体系四离子缔合物萃取体系五协同萃取体系一简单分子萃取体系特点1被萃取物质是以其本身的中性分子形式在水相与有机相之间转移而分配的
萃取化学原理与应用第二章、萃取剂与萃取体系
iii) 烷基膦酸单烷基酯：H3PO3中的一个-H和一个-OH被烷基化 2-乙基己基膦酸 2-乙基己基酯 (HEHEHP，P507) C4H9(C2H5)CHCH2(C4H9(C2H5)CHCH2O)(OH)P=O
iV) 酸性双磷萃取剂 (焦磷酸酯R4P2O7及类似物) RO(OH)PO-X-OP(HO)OR (X=O、CH2、CH2-CH2) 二辛基甲基双磷酸 H17C8O(OH)PO-CH2-OP(OH)C8H17
子具有酸性，属于酸性含磷萃取剂；有下列4类： i) 磷酸二烷基酯：磷酸二(2-乙基己基)酯 (HDEHP or D2EHP，P204) (C4H9(C2H5)CHCH2O)2(OH)P=O 双十二烷基磷酸 (C12H25O)2(OH)P=O
第二章、萃取剂与萃取体系(5)
ii) 磷酸一烷基酯：H3PO4分子中有一个-OH被烷基化 十二烷基磷酸 (DDPA) C12H25O(OH)2P=O
条件：螯合物萃取剂的种类很多，并不是所有螯合物都可以作为螯合萃
取剂，只有那些能够生物螯合物、易溶于有机溶剂、不易溶于水相的螯合
物，才能够成为螯合萃取剂。
特点：i) 至少有两个或两个以上、能够与金属离子形成萃合物的反应性
与功能性基团；ii) 有适当长度的疏水基团；iii) 与金属离子能够形成非常稳
定的；iV) 在适当条件下，萃取选择性好、分离系数高、能够达到很高的萃
取率。
不足之处：形成的螯合物因为过于稳定而难以反萃，给分离与纯化带来
困难；价格较贵。
第二章、萃取剂与萃取体系(7)
A. 含氧螯合物萃取剂
i) β-二酮螯合物的萃取剂 R-CO-CH2-CO-R
HAA：乙酰丙酮 CH3-CO-CH2-CO-CH3
HTTA：2-噻吩甲酰三氟丙酮
iV) 酸性双磷萃取剂 (焦磷酸酯R4P2O7及类似物) RO(OH)PO-X-OP(HO)OR (X=O、CH2、CH2-CH2) 二辛基甲基双磷酸 H17C8O(OH)PO-CH2-OP(OH)C8H17
子具有酸性，属于酸性含磷萃取剂；有下列4类： i) 磷酸二烷基酯：磷酸二(2-乙基己基)酯 (HDEHP or D2EHP，P204) (C4H9(C2H5)CHCH2O)2(OH)P=O 双十二烷基磷酸 (C12H25O)2(OH)P=O
第二章、萃取剂与萃取体系(5)
ii) 磷酸一烷基酯：H3PO4分子中有一个-OH被烷基化 十二烷基磷酸 (DDPA) C12H25O(OH)2P=O
条件：螯合物萃取剂的种类很多，并不是所有螯合物都可以作为螯合萃
取剂，只有那些能够生物螯合物、易溶于有机溶剂、不易溶于水相的螯合
物，才能够成为螯合萃取剂。
特点：i) 至少有两个或两个以上、能够与金属离子形成萃合物的反应性
与功能性基团；ii) 有适当长度的疏水基团；iii) 与金属离子能够形成非常稳
定的；iV) 在适当条件下，萃取选择性好、分离系数高、能够达到很高的萃
取率。
不足之处：形成的螯合物因为过于稳定而难以反萃，给分离与纯化带来
困难；价格较贵。
第二章、萃取剂与萃取体系(7)
A. 含氧螯合物萃取剂
i) β-二酮螯合物的萃取剂 R-CO-CH2-CO-R
HAA：乙酰丙酮 CH3-CO-CH2-CO-CH3
HTTA：2-噻吩甲酰三氟丙酮
化学教学设计萃取
化学教学设计萃取萃取是一种常用的化学分离技术，它主要是利用萃取剂提取物质，实现分离纯化的目的。
在化学教学中，萃取技术的教学设计是非常重要的。
本文将从以下几个方面进行探讨。
一、教材解析萃取是化学中常见的一种分离技术，广泛应用于化学合成、物质分离纯化等领域。
在教材上，萃取通常是在物理化学相关章节中进行介绍的。
在教学中，可以结合教材内容，让学生了解萃取技术的基本知识和相关应用，深化学生对化学反应机理、物质分离纯化基本原理的理解。
二、教学目标1.了解萃取技术的基本原理和分类方法。
2.掌握不同类型的萃取剂的性质，了解如何选择合适的萃取剂。
3.掌握萃取实验操作步骤及注意事项，能够正确地进行萃取实验。
4.学会分析实验结果，理解实验原理。
5.培养学生的实验技能和实验操作能力。
三、教学内容1.萃取剂的选择萃取剂是萃取过程中最重要的组成部分之一，不同萃取剂具有不同的性质和用途。
教学中可以从以下几个方面展开：(1) 萃取剂的分类：如极性萃取剂，非极性萃取剂等。
(2) 萃取剂的性质：介绍不同类型萃取剂的性质，如极性、溶解度、酸碱性等。
(3) 萃取剂的选择：根据样品属性选择合适的萃取剂。
2.萃取实验操作(1) 实验操作步骤：比如：样品制备、萃取操作、萃取剂的回收等。
(2) 注意事项：比如要注意实验安全、严格控制温度、溶剂用量等。
3.实验结果分析(1) 萃取实验结果：对已提取的物质进行检测、重复实验等步骤，确保萃取效果的客观性。
(2) 实验原理：通过实验结果分析，让学生了解萃取的基本原理，如质量守恒、反应平衡等。
四、教学方法1.理论教学法：讲授萃取技术的基本原理和分类方法。
2.实验教学法：实验教学是萃取技术的重点，建议在教学实验室中进行实验演示，让同学亲自操作实验。
3.案例分析法：通过案例的方式，让学生了解萃取技术在工业上的实际应用，培养学生独立思考和解决问题的能力。
五、教学评价教学评价是教学的重要环节，它可以调查学生对于萃取技术的水平、理解能力等方面的情况。
萃取技术
4、根据萃取剂的种类和形式不同
• 溶剂萃取：依靠在互不相溶的溶剂中分配系数的差异进行 分离的萃取法。
• 双水相萃取：依靠分离物在不相容性的高分子水溶液形成 的两相中的分配系数不同而分离的萃取。
• 反胶团萃取：利用反胶团进行的萃取分离方法。 • 凝胶萃取：将凝胶作为固态萃取剂，用于对溶液中大分子
物质的浓缩和净化 • 超临界萃取：利用某些流体在高于其临界压力和临界温度
图6-3多级逆流萃取流程
三、影响溶剂萃取的主要因素
（一）pH （二）温度 （三）无机盐 （四）萃取剂的选择
（一）pH
• 不论是物理萃取还是化学萃取，水相pH值对弱电解质分 配系数均具有显著影响。物理萃取时，弱酸性电解质的分 配系数随pH降低(即氢离子浓度增大)而增大，而弱碱性电 解质则正相反。例如青霉素是较强的有机酸，pH值对其 分配系数有很大影响。图6-4是pH值对青霉素及其他有机 酸分配系数的影响，很明显，在较低pH下有利于青霉素 在有机相中的分配，当pH大6.0时，青霉素几乎完全分配 于水相中。从图中可知，选择适当的pH，不仅有利于提 高青霉素的收率，还可根据共存杂质的性质和分配系数， 提高青霉素的萃取选择性。
二、溶剂萃取工艺流程
（一）单级萃取流程 （二）多级错流萃取流程 （三）多级逆流萃取流程
（一）单级萃取流程
• 只用一个混合器和一个分离器的萃取称为单级萃取。将原 料液与萃取剂一起加入萃取器内，并用搅拌器加以搅拌， 是两种液体充分混合，产物由一相转入另一相。经过萃取 后的溶液，流入分离器分离后得到萃取相和萃余相，最后 将萃取相送入回收器，将溶剂与产物进一步分离，回收得 到的溶剂仍可作萃取剂循环使用。见图6-1
• 多级错流萃取由于溶剂分别加入各级萃取器，故萃取推动 力较大，萃取效果较好，缺点是仍需加入大量的溶剂，因 而产品浓度低，需消耗较多的能量回收溶剂。
分离科学与技术
答案：萃取一次萃取率98.7%；连续萃取三次萃取率99.9%。萃 取一次水溶液中残留碘量：0.013mg;连续萃取三次水溶液中残 留的碘0.0001mg.
2.3 无机化合物萃取（了解）
无机萃取一般包括如下过程： （1）水相中的被萃取溶质与加入的萃取剂形成萃取物（通 常是配合物）； （2）在两相界面，萃合物因疏水分配作用进入有机相，最 终溶质在两相间达成平衡。
P’= He + Hd + Hn
Xe =He/P’ Xd = Hd/P’ Xn= Hn/P’
溶剂的质子接受强度分量 溶剂的给予强度分量 溶剂的偶极相互作用强度
两种溶剂中的P’值相同时，表明这两种溶剂的极性相同， 但若Xe大，表明接受质子的能力强，对于质子给予性物质的 溶解有较好选择性。
三个分量代表了溶剂对三种不同类型化合物的溶剂选择性 大小。
（1）平衡常数
Nernst 在1891年提出的溶剂萃取分配定律是：在 一定温度下，当某一溶质在互不相溶的两相溶剂(水相 /有机相） 中达到分配平衡时，该溶质在两相中的浓 度比为一个常数，该常数称为平衡常数（KD)。
KD
[ A]org [ A]aq
实验发现， KD是一个常数的条件是， 温度不变，溶质A在 溶液的浓度极低，且存在形式不变。溶质浓度高时， KD存 在偏离。应使用活度代替浓度计算。
选择一种极性溶剂和一种非极性溶剂，将二者按 不同比例混合，得到一系列不同极性的混合溶剂， 计算混合溶剂的极性参数p’；
研究目标物质在上述不同极性混合溶剂中的溶解 度，以最大溶解度对应的混合溶剂p’值可知溶质 的近似p’。
挑选具有不同选择性的另外一种极性溶剂替换原 极性溶剂，通过调整该极性溶剂的比例维持原p’， 从而找到溶解性和选择性都合适的溶剂。
2.3 无机化合物萃取（了解）
无机萃取一般包括如下过程： （1）水相中的被萃取溶质与加入的萃取剂形成萃取物（通 常是配合物）； （2）在两相界面，萃合物因疏水分配作用进入有机相，最 终溶质在两相间达成平衡。
P’= He + Hd + Hn
Xe =He/P’ Xd = Hd/P’ Xn= Hn/P’
溶剂的质子接受强度分量 溶剂的给予强度分量 溶剂的偶极相互作用强度
两种溶剂中的P’值相同时，表明这两种溶剂的极性相同， 但若Xe大，表明接受质子的能力强，对于质子给予性物质的 溶解有较好选择性。
三个分量代表了溶剂对三种不同类型化合物的溶剂选择性 大小。
（1）平衡常数
Nernst 在1891年提出的溶剂萃取分配定律是：在 一定温度下，当某一溶质在互不相溶的两相溶剂(水相 /有机相） 中达到分配平衡时，该溶质在两相中的浓 度比为一个常数，该常数称为平衡常数（KD)。
KD
[ A]org [ A]aq
实验发现， KD是一个常数的条件是， 温度不变，溶质A在 溶液的浓度极低，且存在形式不变。溶质浓度高时， KD存 在偏离。应使用活度代替浓度计算。
选择一种极性溶剂和一种非极性溶剂，将二者按 不同比例混合，得到一系列不同极性的混合溶剂， 计算混合溶剂的极性参数p’；
研究目标物质在上述不同极性混合溶剂中的溶解 度，以最大溶解度对应的混合溶剂p’值可知溶质 的近似p’。
挑选具有不同选择性的另外一种极性溶剂替换原 极性溶剂，通过调整该极性溶剂的比例维持原p’， 从而找到溶解性和选择性都合适的溶剂。
萃取体系分类法
③ 鉮盐萃取：
• 四苯基鉮氯(C6H5)4As+Cl-能溶于水，与 某些较大的阴离子生成不溶于水的盐， 其中一部分被氯仿萃取。
ReO4 MnO4 TeO4 HgCl4
BF4 ZnCl4
SnCl6 CdCl4
• ④ 鏻盐萃取：四苯基鏻氯(C6H5)4P+Cl-与 ReO4-能形成被氯仿萃取的化合物。 • ⑤ 锑盐萃取：四苯基锑的阳离子与F-形成 的离子缔合物可被氯萃取。 • ⑥ 锍盐萃取：硫醇在强酸性溶液中可萃取 某些金属离子。 • 錪盐、锡盐、铅盐和（钅炭）盐等阴离子 萃取。
•
② 铵盐萃取：
• 萃取剂为伯胺、仲胺、叔胺等，它们在酸 性溶液中分别生成有机铵离子。 • 比如在H2SO4中，生成了RNH3+· HSO4-、 R2NH2+· HSO4-、 R3NH+· HSO4-。 • 萃取剂也可以是季铵盐R4N+Cl-，由于它已 经形成了阳离子，不需再与H+结合，所以 可以在中性、酸性或碱性溶液中萃取。 • 可以列入此类萃取的萃取剂还有吡啶、罗 丹明B、胍以及它的取代物等。
• 例如： • 用CCl4从水中萃取OsO4，也属于 简单分子萃取 • OsO4 ⁄H2O/CCl4
• OsO4在有机相中能聚合为( OsO4)4。 • OsO4在水相中有两性的电离平衡：
• 简单分子萃取又可按照被萃取性质的不同 分为： • (1)单质萃取； • (2)难电离无机化合物的萃取； • (3)有机化合物萃取。
（2）Morrison和Freiser的萃取体系分类法
编号 1 2
类
别
例
子
离子缔合体系 (1) (2) 螯合物体系
三辛胺在硫酸溶液中萃取六价铀 TBP从硝酸溶液中萃取硝酸铀酰
现代分离方法介绍——萃取
叁
萃取剂
• 什么是萃取剂？ 萃取剂是使那些亲水性溶质通过与萃取剂反应生成各 种类型的疏水性化后而易于进入有机相。 选择要求： • (1)具有至少一个萃取功能基团 • (2)具有足够的疏水性 • (3)良好的选择性 • (4)有较高的萃取容量 • (5)良好的物理性质
叁
萃取三步骤:
• 第一步,水相中的被萃取溶质与加入的萃取剂生成 可取化合物(也称萃合物,通常是配合物)。 • 第二步,在两相界面萃合物因疏水分配作用进入有 机相。 • 第三步,萃合物在有机相中发生化学反应(聚合、离 解、与其他组分反应等)。
单一分离就是将某 种化合物以纯物质 的形式从混合物中 分离出来。单一分 离有包括下面三种 方式
壹
单一分离分类
特定 组分 分离
多组 分相 互分 离
部分 分离
①多组分相互分离：使混合物中 所有组分都得到相互分离，全部 成为纯组分。 ②特定组分分离：将某一种感兴 趣的物质冲混合物中分离出来， 其余物质仍然混合在一起。 ③部分分离：指每种物质都存在 于被分开的几个部分中，对每一 个部分而言，是以某种物质为主， 还含有少量其他组分。
78
肆
实验仪器欣赏
• 高效液相色谱仪(HPLC)
• 色谱柱
肆
实验试剂
• 市售阿特拉津标准溶液(农业部环境 保护科研检测所)，浓度为 100ug/mL(溶于丙酮中) • 甲醇(色谱纯) • 二氯甲烷(色谱纯) • 无水硫酸钠(分析纯) • 氯化钠(分析纯)
肆
实验结论
用二氯甲烷液液萃取水中阿特拉津，
分离方法溶剂萃取
录 目
壹
分
贰
萃
叁
溶 剂 萃
肆
实 验 与 应 用
萃取分离法详解
剂中的溶解度 ；
• 相关规律：有机溶剂溶易于有机溶剂，极 性溶剂溶易于极性溶剂
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• 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
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亲油基
亲水基
(a)
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乳化剂使乳状液稳定与以下因素有关： （1）降低油水表面张力，提高了体系的稳
定性； （2）界面膜形成； （3）界面电荷的影响； （4）介质黏度。
（一）单级萃取
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萃取因素E为
E
萃取相中溶 质总量 萃余相中溶质总量
C1VS C 2VF
K
VS VF
K
1 m
式中 VF——料液体积；Vs——萃取剂的体 积；C1——溶质在萃取液的浓度； C2— —溶质在萃余相的浓度；K——表观分配 系数； m——浓缩倍数
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1 18 100% 94.7%
18 1
若改用1/3体积丁醇萃取，
理论收率： 1
6
E
100%
18
85.7%
1/ 3 1
6
6 1
注：当分配系数相同而萃取剂用量减少时，其萃取
率下降。
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（二）多级错流萃取
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• 相关规律：有机溶剂溶易于有机溶剂，极 性溶剂溶易于极性溶剂
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• 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
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亲油基
亲水基
(a)
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乳化剂使乳状液稳定与以下因素有关： （1）降低油水表面张力，提高了体系的稳
定性； （2）界面膜形成； （3）界面电荷的影响； （4）介质黏度。
（一）单级萃取
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萃取因素E为
E
萃取相中溶 质总量 萃余相中溶质总量
C1VS C 2VF
K
VS VF
K
1 m
式中 VF——料液体积；Vs——萃取剂的体 积；C1——溶质在萃取液的浓度； C2— —溶质在萃余相的浓度；K——表观分配 系数； m——浓缩倍数
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1 18 100% 94.7%
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若改用1/3体积丁醇萃取，
理论收率： 1
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E
100%
18
85.7%
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注：当分配系数相同而萃取剂用量减少时，其萃取
率下降。
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（二）多级错流萃取
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• 又如乙醚萃取硝酸铀酰，是通过氢键形成“二 次溶剂化”， UO2 NO3 2 g H2O4 g4 C2H6 2 O
中性络合萃取的萃取剂主要有以下4类：
• （1）中性含磷萃取剂
• ①磷酸酯(RO)3PO、膦酸酯R(RO)2PO、次膦酸酯 R2(RO)PO和膦氧化物R3PO。 • ②焦磷酸酯R4P2O7及类似物，如
UO2 NO3 g4S UO2 NO3 gH 2Og3S UO2 NO3 g2H 2Og2S UO2 NO3 g3H 2OgS
②二次溶剂化：
• 萃取剂分子不是直接与金属离子结合，而是通过 氢键与第一配位层的分子相结合，则称为二次溶 剂化。 • 如，硝酸铀酰通过二次溶剂化生成的萃合物组成 为：
• 例如： • 用CCl4从水中萃取OsO4，也属于 简单分子萃取 • OsO4 ⁄H2O/CCl4
• OsO4在有机相中能聚合为( OsO4)4。 • OsO4在水相中有两性的电离平衡：
• 简单分子萃取又可按照被萃取性质的不同 分为： • (1)单质萃取； • (2)难电离无机化合物的萃取； • (3)有机化合物萃取。
UO2 NO3 2 g4H2OgnS n 4
（3）中性含氮溶剂
• 例如吡淀萃取Cu(SCN)2，生成的萃合物组成为 Cu(SCN)2· (Py)2，其结构式：
（4）中性含硫萃取剂
• 二甲基亚砜(CH3)2SO、二苯基亚砜 (C6H5)2SO等亚砜类化合物属于这类萃取剂。
3. 螯合萃取体系
（1）К у э н е л о в 的萃取体系分类法
编号 类 别 例 子
1
2 3
乙醚在盐酸溶液中萃取三价铁 作为某种盐的 (1) 形式被萃取 (2) 三辛胺在硫酸溶液中萃取六价铀
根据丧失亲水 8-羟基喹啉、铜铁试剂、β-双酮类螯合 性的萃取 剂等对金属离子的萃取 氯仿从水溶液中萃取碘 根据物理分配 (1) 元素萃取 (2) TBP从硝酸溶液中萃取硝酸铀酰
O O RO P X P OR OR OR
X代表O、CH2、CH2—CH2
• ③膦(PH3)的有机衍生物(RO)3P • 例如：三苯氧基膦是一价铜的特效萃取 剂，萃取体系 • CuCl2 / H2O-KCl / 10%(C6H6O)3P-CCl4 • ④磷硫酰类化合物(RO)3PS、R3PS • 例如：三丁基膦硫化物(C4H9)3PS、三辛 基膦硫化物(C8H17)3PS
• 它的特点是： • ①萃取剂是一弱酸HA或H2A，它既溶于有 机相也溶于水相，在两相之间有一定的分 配系数，但依赖于水相的组成，特别是水 相的pH值。 • ②在水相中金属离子以阳离子Mn+的形式， 或以能离解成Mn+的络离子的形式存在。 • ③在水相中Mn+与HA或H2A生成中性螯合物 MAn或M(HA)n等形式。
1. 简单分子萃取体系
• 特点： • 被萃物在水相和有机相中都以中性分子 的形式存在，溶剂与被萃物之间没有化学 结合，也不外加入萃取溶剂。 • 例如： • 萃取溶剂分子本身在水相和有机相中的分配
• • TBP⁄H2O ⁄煤油 HTTA ⁄ H2O ⁄ C6H6
• 在此类萃取过程中，并非不允许有任 何化学反应存在，如HTTA在水溶液中 就存在电离平衡：
• 按照底物不同划分：硝酸底液萃取，其它 强酸底液萃取，混合酸底液萃取，弱酸底 液萃取，中性和碱性底液萃取。
• 萃取体系比较合理的分类法：既要考虑萃 取剂的性质，又要考虑被萃取金属元素的 特征和底液性质。 • 即根据萃取机理或萃取过程中生成的萃合 物的性质来划分。 • 1962年徐光宪提出的分类法。
（2）中性含氧萃取剂
• 这类萃取剂包括酮、醚、醇、酯、醛等， 它们在硝酸或弱酸性溶液中萃取金属盐， 属于中性络合萃取类型。 • 按金属盐与萃取剂结合的方式，可分为一 次溶剂化和二次溶剂化两类。
①一次溶剂化：
• 当金属离子与萃取剂分子直接以配价键相结合时， 称为一次溶剂化。 • 如，乙醚等与硝酸铀酰的结合有以下四种组成：
（2）Morrison和Freiser的萃取体系分类法
编号 1 2
类
别
例
子
离子缔合体系 (1) (2) 螯合物体系
三辛胺在硫酸溶液中萃取六价铀 TBP从硝酸溶液中萃取硝酸铀酰
与第一种分类法中的丧失亲水性的萃 取相当
（3）Irving的萃取体系分类法
编号 1 2 类 别 例 子 氯仿从水溶液中萃取碘 以共价化合物 (1) 的形式萃取 (2) 四氯化碳从水溶液中萃取OsO4 以螯合物的形 大致与第1种分类法中的丧失水性萃取 式萃取 或与第2种分类法中的螯合体系相当， 但包括TBP萃取硝酸铀酰在内。
1.4 萃取体系分类法
• 萃取体系的范围非常广：被萃取元素从周 期表的IA族到VIIIB族，萃取剂的种类已达 几百种，水相介质的种类也很多。
• 萃取体系种类繁多 • 共性和个性
• 早期国外文献资料所用的萃取体系分类法 很不统一，主要有以下三种。
2. 中性络合萃取体系
• 萃取剂通过中性络合反应将被萃取物萃取到有机 相的化学萃取体系。 • 典型例子： • TBP从低浓度硝酸溶液中萃取硝酸铀酰。化学反 应式：
• • • •
中性络合萃取体系的特点： 1. 被萃取物是中性分子。如UO2(NO3)2 2. 萃取剂本身也是中性分子。如TBP 3. 萃取剂与被萃物结合，生成中性络合物。如 UO2(NO3)2· 2TBP
3
4
以无机酸及其 大致与第1种分类法的第1类相当 盐类或络合金 属酸萃取 [ReO4]大型阴离子或 氯仿萃取[(C6H5)4As]+· 阳离子萃取
萃取体系的其它分类法：
• 按萃取剂种类划分：P型（或磷型）萃取体 系；N型（或胺型）萃取体系，C型（或螯 合型）萃取体系，O型（或鎓盐型）萃取体 系。 • 按被萃取金属离子的外层电子构型来划分： 如5f区元素（即锕系元素）的萃取，4f区元 素（即镧系元素）的萃取，d区元素（即过 渡金属元素）的萃取，p区元素（即第Ⅲ至 Ⅷ主族元素）的萃取，s区元素（即碱金属 和碱土金属元素）的萃取。