第九章 萃取
知乎高中化学萃取知识点
知乎高中化学萃取知识点
摘要：
一、高中化学萃取知识点的意义
二、萃取的基本概念
三、萃取方法的应用
四、注意事项和实际操作
五、总结
正文：
高中化学萃取知识点是化学学习中的重要内容，涉及到溶剂的选择、萃取操作的注意事项等内容，对于理解化学反应、提纯物质具有重要意义。
首先，我们需要了解萃取的基本概念。
萃取是指利用两种互不相溶的溶剂，将其中一种溶剂中的溶质转移到另一种溶剂中，以便提纯或分离混合物的方法。
在高中化学中，常用的萃取剂包括水、醇和醚等。
其次，萃取方法的应用也是高中化学萃取知识点的重点。
这些应用包括溶剂萃取、固相萃取、超临界流体萃取等。
每种方法都有其特点和适用范围，需要根据具体情况进行选择。
在操作过程中，有一些注意事项需要遵守。
例如，在选择溶剂时，需要考虑溶剂的极性、溶解度等因素；在操作过程中，需要控制温度、压力等条件，以确保萃取效果。
最后，总结高中化学萃取知识点，我们可以看到，萃取在化学实验和生产中都有着广泛的应用。
萃取-课件
乳化现象
有机相 水相
乳化层
水包油（O/W）型 油包水（W/O）型
乳浊液的破坏措施
物理法：离心、加热，吸附，稀释 化学法：加电解质、其他表面活性剂 * 转型法 加入一种乳化剂，条件： ① 形成的乳浊液类型与原来的相反，使原乳浊液转型 ② 在转型的过程中，乳浊液破坏，控制条件不允许形成 相反的乳浊液， * 顶替法 加入一种乳化剂，将原先的乳化剂从界面顶替出来： ① 形成的乳浊液类型与原来的一致 ② 它本身的表面活性 > 原来的表面活性 ③ 不能形成坚固的保护膜。
1 你能叙述一下四氯化碳萃取碘水的过程吗？
我们把四氯化碳称为萃取剂，碘水中的水 2 称为原溶剂，你能归纳出选择萃取剂的原
则吗？
3 请你给萃取下一个定义
b. pH值
c. 相比 影响分配系数，影响物质解离情况
d. 盐分
溶媒比＝溶媒体积/萃取体积
溶媒比↑萃取效果↑溶媒回收费用↑
e. 乳化程度
盐分影响分配系数
尽量破坏乳浊液，如轻度乳化，要加热过滤离心（热 敏物质不用热）；重度乳化，加SDS、溴化十五烷基 吡啶等去乳化剂。
pH的影响
pH对表观分配系数的影响（pH ~ K） pH低有利于酸性物质分配在有机相，碱性 物质分配在水相。 对弱酸随pH ↓K ↑, 当pH << pK 时， K→K0
当含有生化物质的溶液与互不相溶的第二相接触时生化物质倾向于在两相之间进行分配当条件选择得恰当时所需提取的生化物质就会有选择性地发生转移集中到一相中而原来溶液中所混有的其它杂质如中间代谢产物杂蛋白等分配在另一相中这样就能达到某种程度的提纯和浓缩
本章主要内容
1.萃取概念及基本原理 2.萃取的操作过程 3. 萃取过程的影响因素
萃取高中化学教案
萃取高中化学教案
学科：化学
年级：高中
教学目标：
1. 了解萃取在化学实验中的应用和原理；
2. 掌握萃取实验的操作步骤和注意事项；
3. 提高学生的实验技能和观察能力。
教学准备：
1. 实验物品：石油醚、水、试管、分液漏斗、玻璃棒等；
2. 实验步骤及相关知识的PPT；
3. 学生实验指导书。
教学过程：
1. 导入：通过展示一些常见的化学萃取实验现象，引发学生对萃取的兴趣，引出本堂课的主题；
2. 理论讲解：讲解萃取的定义、原理、实验条件和应用。
引导学生理解为什么可以通过萃取的方式从混合物中分离出不同的物质；
3. 实验操作：指导学生进行萃取实验操作，分别用石油醚和水分离混合物中的两种物质。
操作步骤包括加入石油醚、摇匀、分液、收集上层液体等；
4. 观察记录：学生在实验过程中要观察记录下各个步骤的现象和结果，分析得出结论；
5. 总结讨论：学生完成实验后，进行实验结果的总结、讨论和解析。
指导学生思考如何改进实验步骤，提高实验效率；
6. 实验报告：要求学生根据实验结果，撰写实验报告，包括实验目的、步骤、观察现象、结论等内容。
教学评价：
通过学生实验报告的内容评价学生的实验操作能力和观察能力，及时纠正学生在实验中的错误操作和认识，帮助学生更好地理解化学萃取实验的原理和应用。
第九章__超临界流体萃取技术-2015
三、超临界流体的性质 超临界流体的特点 （1）密度类似液体，因而溶剂化能力 很强，压力和温度微小变化可导致其密度显 著变化 （2）压力和温度的变化均可改变相变 （3）粘度和扩散系数接近于气体，具 有很强传递性能和扩散速度 （4）SCF的介电常数、极化率和分子 行为与气液两相均有着明显的差别
三、超临界流体的性质
(一)超临界CO2流体的基本性质 • Tc＝31.06℃ • Pc＝7.39 MPa • 临界密度ρ(0.448 g/cm3)
1.超临界CO2流体的传递性质
• CO2密度ρ、黏度η、自扩散系数×密度 (D11×ρ)值与压力P的关系（40℃）
2.超临界CO2流体的P、V、T关系
沸腾线（饱和蒸气曲线）： 从三重 点（K=216.58K，P=0.5185MPa）到临 界点（K=304.06K，P=7.38MPa）为止。 熔融线（熔解压力曲线）：从三重 点出发随压力升高而陡直上升。 升华压力曲线：对超临界萃取无多 大意义。（干冰-气体）
超临界流体的应用
超临界萃取
超 临 界 聚 合 反 应
SCF
超临界中化学反应
超 细 颗 粒 及 薄 膜 材 料 制 备
• 最早将超临界CO2萃取技术应用于大规模生产的 是美国通用食品公司，之后法、英、德等国也很 快将该技术应用于大规模生产中 • 90年代初，中国开始了超临界萃取技术的产业化 工作，发展速度很快。实现了超临界流体萃取技 术从理论研究、中小水平向大规模产业化的转变 ，使中国在该领域的研究、应用已同国际接轨， 在某些方面达到了国际领先水平 • 目前，超临界流体萃取已被广泛应用于从石油渣 油中回收油品、从咖啡中提取咖啡因、从啤酒花 中提取有效成分等工业中
第九章 超临界流体萃取技术
物质有三种状态： 气态、液态、固态 流体状态 物质的第四态：超临界状态
高考化学萃取知识点
高考化学萃取知识点化学萃取是一种常见的分离纯化技术，广泛应用于实验室研究和工业生产中。
在高考化学考试中，对于化学萃取的理论和实践应用有一定的要求。
本文将简要介绍高考化学中常见的萃取知识点，包括萃取原理、方法和应用等方面。
一、萃取原理萃取是利用不同物质在不同溶剂中的溶解度差异，通过相对溶解度的差异来实现物质分离的过程。
常用的溶剂包括有机溶剂、水和酸碱溶液等。
根据溶剂的选择，可以实现对不同性质的化合物进行选择性萃取。
二、常见的萃取方法1. 液-液萃取：液-液萃取是实验室中常用的分离技术，其原理是将待分离物质溶解在一个适宜的溶剂中，与另一个溶剂进行混合，通过两相之间的不相溶性实现物质的分离。
常见的液-液萃取方法有分液漏斗法、液液萃取塔法等。
2. 离子交换萃取：离子交换萃取是利用离子交换树脂将溶液中的离子吸附下来的一种方法。
离子交换树脂可以对溶液中的阳离子或阴离子有选择性地进行吸附，实现离子的分离和纯化。
3. 固相萃取：固相萃取是指利用固体吸附剂对待分离物质进行吸附，然后通过洗脱步骤将物质从吸附剂上洗脱下来的方法。
固相萃取在环境分析和食品检测等领域得到广泛应用。
三、化学萃取的应用1. 药物研究与开发：化学萃取技术在药物研究与开发中起到关键作用。
通过对植物、动物等天然来源的物质进行化学萃取，可以得到具有生物活性的化合物，进而进行药物分析和研究。
2. 环境监测：化学萃取技术在环境监测中被广泛应用。
例如，对于油污染的土壤和水体，可以使用有机溶剂进行液-液萃取，将油脂物质从样品中提取出来，然后通过进一步的分析得到油污染的程度和类型等信息。
3. 食品加工：化学萃取技术在食品加工过程中也扮演着重要角色。
例如，将食材中的香精、颜料等物质通过溶剂提取出来，用于调味、着色等目的。
同时，还可以利用萃取技术对食品中的有害物质进行检测和分离。
四、化学萃取的优缺点化学萃取技术具有一定的优点和局限性。
其主要优点包括操作简单、灵活性高、分离效果好等。
第九章浸出和萃取复习课程
温度对相平衡关系的影响
温度对溶解度的影响
萃取过程在三角形相图上的表示
9-2-2萃取过程的计算
单级萃取计算举例
解：（1）萃取液量与萃余液量的比值
解析法： REF Rx0AEy0A FxF
ExFx0A0.30.21 R y0AxF 0.60.3 3
F， xF S，yS
S R， xR
E，yE S
往复筛板塔
往复筛板萃取塔的效 率与塔板的往复频率密 切相关。当振幅一定时， 在不发生液泛的前提下， 效率随频率的增大而提 高。
往复筛板萃取塔可较 大幅度地增加相际接触 面积和提高液体的湍动 程度，传质效率高，生 产能力大，在石油化工、 食品、制药等工业中应 用广泛。
离心萃取器
波德式离心萃取器
超临界流体萃取的流程和应用
❖ 超临界流体萃取的典型流程
等温法 吸附法
等压法
❖ 超临界流体萃取技术在食品工业中的应用
1萃取罐
2水洗塔
3蒸馏塔
咖啡豆萃取
4脱气罐
超临界CO2萃取啤酒花的生产装置流程示意图
1传送罐 2、7压缩罐 3、8 CO2气罐 4后冷却器
6热交换器
9深冷器
5预热器
请进入第十章！
第九章 浸出和萃取
本章学习目的与要求
通过学习本章内容，了解浸出的基本概念、浸 出过程和浸出理论；了解常用的几种浸出装置 及其工作原理。
掌握浸出速率的计算方法，重点掌握浸出级数 的求取方法。
了解萃取的基本概念、萃取体系相平衡及操作 原理，了解萃取剂的选择原则，掌握萃取过程 的基本计算，重点掌握完全不互溶体系的有关 计算。
9-3 超临界流体萃取
超临界流体萃取的原理和特性
❖ 超临界流体的基本性质
化工原理-萃取-1
kA
xB yB
或
y
, A
/
y
, B
x
, A
/x, B来自kA=yA/xA---分配系数
（脱除溶剂后，A ，B组分含量比不变。）
yx 1 时 ， A A没 有 分 离 能 力 。 yx BB
因 此 ， 越 大 ， 分 离 效 果 越 好 ， 要 求 选 择 1的 溶 剂 。 萃 余 相 以 B 为 主 ， 萃 取 相 以 S为 主 ， 故 有 x yB B 1， 若 kA 1， 则 一 定 大 于 1 ， 所 以 kA 越 大 ， 越 大 。
物料衡算: mM=mR +mE
mMzA mRxAmEyA mMzs mRxs mEys
将方程整理成如下形式：
mE xAzAzSxS mR zAyA ySzS
此式说明,三个组成点在一条直线上,即M点位于R E 点的连接线上,且
m E RM
mR
ME
mEMEmRRM 称为杠杆定律。
2. 萃取过程的简单流程
萃取相E, y 组成(S+A+B)
组成(A+B)
x、y通常用 质量分数表示
萃取液E’, y’
萃余液R’, x’
萃余相R, x
组成 (B+S+A)
yA xA
yB
xB
• 混合过程: F（A+B）及S 充分接触,组分 发生相转移；
• 澄清过程: 形成两相,由于密度差而分层。 • 脱除溶剂：
加入B 、S适量,搅拌均匀,静止分层,得到互 呈平衡的液-液两相(共轭相)，得到一组平衡数 据。再加入一定量A，搅拌均匀,静止分层,得到 互呈平衡的液-液两相(共轭相)，得到另一组平 衡数据……...
夏清《化工原理》(第2版)(下册)章节题库-第9章 液-液萃取【圣才出品】
章节题库第9章液-液萃取一、选择题1．选用溶剂进行萃取操作时，其必要条件是（）。
A．分配系数k A ＞1B．萃取相含量y A ＞萃余相含量x AC．选择性系数＞1D．分配系数k B ＞1【答案】C【解析】一般情况下，B 在萃余相中的组成比在萃取相中高，即1B Bx y >，则选择性系数1B A Bx k y β=>。
2．进行萃取操作时应使（）。
A．分配系数大于1B．分配系数小于1C．选择性系数大于1D．选择性系数等于1【答案】C 【解析】分配系数K 是指溶质在互成平衡的萃取相和萃余相中的质量分率之比。
选择性系数β是指萃取相中溶质与稀释剂的组成之比和萃余相中溶质与稀释剂的组成之比的比值。
可以实现萃取操作的条件是选择性系数β大于1。
如果等于1，那么萃取相和萃余相组成相同，不能够实现分离。
3．单级（理论）萃取中，在维持进料组成和萃取相浓度不变的条件下，若用含有少量溶质的萃取剂代替纯溶质所得萃余相浓度将（）。
A．增加B．不变C．减少D．以上情况都可能【答案】不变【解析】当用含有少量溶质的萃取剂代替纯溶剂时，选择性系数仍然是不变的，因此萃余相浓度不变。
二、填空题分别采用单级萃取与二级错流萃取分离同一种液体混合物，若所用的溶剂量相同，前者所得萃取液含量后者所得萃取液含量；若要求两者所得萃取液含量相同，前者所需溶剂用量后者所需溶剂用量。
【答案】小于大于【解析】多级错流萃取操作中，每次都要加入新鲜溶剂，前级的萃余相为后级的原料，这种操作最终可得到溶质组成很低的萃余相，但是溶剂的用量较多。
三、简答题1．用图示说明什么叫平衡联结线和分配曲线？二者之间有什么关系？LRPEK将三角形分为两个区域，曲线以内为两相区，曲线以外解：如图9-1所示，为均相区。
两相区内的混合物分为两个液相，当达到平衡时，两个液层称为共轭相，连接共轭液相组成坐标的直线称为平衡联接线，如图9-1中的RE线。
以萃余相R中溶质A的组成x A为横坐标，以萃取相E中溶质A的组成y A为纵坐标，组成平衡的E相和R相中的组分A的组成在直角坐标图上以N点表示。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
三元物系
1.三元组成在三角形相图中的表示方法
三个顶点：纯物质 三条边上的点：二元混合物的组成
三角形内的任一点：一定组成的三元混合物 A H点的组成为： A BH 0.7
M点的组成为：
B AH 0.3
H · E M B
K D
A BE 0.4 ;B SG 0.3 S AK 0.3
量关系符合杠杆规则。 E MR R ME
同理：若M由F和S混合而成，M为 合点，F点和S点为差点，它们之间 的量关系符合杠杆规则。
2014-6-10
单相区 F R E M 两相区
S MF F MS
5.分配系数和分配曲线
1）分配系数
组分A在E相中的组成 y A k A 组分A在R相中的组成 x A
1.萃取剂的选择
（1）萃取剂的选择性和选择性系数β
A在萃取相中的质量分率 A在萃余相中的质量分率 B在萃取相中的质量分率 B在萃余相中的质量分率 kA y A x A y A yB kB y B xB x A xB
分配系数kA愈大，kB愈小，选择性系数β愈大 选择性系数β表示萃取剂S对组分A、B溶解能力差别的大小
3. 连续逆流萃取的流程
2014-6-10
第三节 液-液萃取设备
2014-6-10
P233习题9-1
乙酸-水-异丙醚体系 100 90 80 70 60
乙酸
50 40 30 20 10 0 0 10 20 30 40 50 异丙醚 60 70 80 90 100
单相区 E
萃取相 E(S+A+B)
萃余相 R(B+A+S)
R
· M 两相区
3.辅助曲线（又称共轭曲线）
一定温度下，任何物系的
连结线有无穷多条，R、E两相
组成有实验测定。因此常用一 条辅助曲线间接表示互成平衡 的两液层组成之间的关系。 R 辅助线 的作用： 求任一平衡液相的共轭相
2014-6-10
辅助线的作法
2014-6-10
2.操作温度对相平衡关系的影响
温度↓→互溶度↓→两相区面积↑→对萃取有利；
但温度↓→流体粘度↑→不利于两相间的分散、混合和分离。
所以温度的选择应综合考虑。
T1＜T2＜T3
2014-6-10
第二节
萃取操作流程与萃取过程的计算
一、单级萃取的流程与计算
二、多级错流接触萃取的流程与计算
M
H
S(三氯乙烷）
S MF MF S F 266kg F MS MS
②所得萃取相E的量及其丙酮的质量分数
E MR MR 13.6 E (M S ) 386 310kg M ER 16.9 ER
图中E点所对应的纵坐标即为萃取相中丙酮质量分数0.15 ③ 将萃取相中的丙酮全部回收后所得萃取液的量及组成 连接SE并延长与AB线交于E‘ 点，从图中读出萃取液中丙酮质 量分数为0.95
角三角形坐标上画出①溶解度曲线；②联接线； ③ 临界混溶点及辅助线。
乙酸
P(乙酸52.3，苯40.5，水7.2)： 单相体系，临界混溶点
P R3 R2 苯 R1
2014-6-10
E3
M3 M2 M1
E2
E1
水
【例题9-2】 解：1.图解求萃取相E的组成 (1)在图中画出R点：乙酸0.15、水0.005、苯0.845 (2)过R点作水平线与辅助线交点Q
乙酸
(3)过Q点作垂线与溶解度曲线交点E (4)连接RE即为所求联结线 (5)由E点读出乙酸0.59、水0.37、苯0.04 2.求乙酸在两液相中的分配系数kA E
P R
苯
2014-6-10
Q
水
y A 0.59 kA 3.93 x A 0.15
五、影响萃取操作的主要因素
主要有三个方面： 萃取剂的选择；物系的性质；操作温度和设备。
2014-6-10
（3）萃取剂回收的难易与经济性
萃取剂需要回收循环使用，，萃取剂回收的难易直接影
响萃取的操作费用。回收萃取剂通常用蒸馏或蒸发。
（4）萃取剂的物理性质
①萃取剂的密度 萃取剂与被分离混合物应有较大的密度差。
②界面张力 界面张力较大时，有利于分层；界面张力过大，难 以使两相混合良好；界面张力较小时，两相难以分离。首要考虑 的还是满足分层的要求。一般不选界面张力过小的萃取剂 。 ③一般工业要求 为了便于操作、输送及储存，萃取剂的粘度小、 凝固点低、不易燃、毒性小、化学稳定、热稳定、抗氧化、对设备 腐蚀性小，来源容易，价格便宜等 。
kA＜1， yA＜xA
kA值愈大，萃取分离的效果愈好。
2014-6-10
四、萃取过程在三角形相图上的表示
E RF R E F
Emax
E
F
E R F
●
S MF F MS
R
R
· M
E
E MR R ME
2014-6-10
【例题9-1】 根据乙酸-苯-水三元体系液-液平衡数据在等腰直
第九章 液液萃取
第一节 液液萃取的基本原理
第二节 萃取操作流程与萃取过程的计算
第三节 液-液萃取设备
2014-6-10
第一节 液液萃取的基本原理
一、液液萃取简介
1.萃取原理 : 利用液体混合物中各组分在溶剂中溶解
度的差异而实现分离。
液-液萃取是分离均相液体混合物的单元操作之一。
溶质 A ： 混合液中欲分离的组分 稀释剂（原溶剂）B： 混合液中的溶剂 萃取剂S： 所选用的溶剂
2. 多级逆流萃取流程
原料液从第一级加入依次通过各级从最后一级排出，分出萃余相 RN中的萃取剂后得萃余液R′。 萃取剂S从最后一级加入与原料液相反方向依次通过各级从第一级 排出，分出萃取E1中的萃取剂剂后得萃取液E′。 多级逆流与多级错流相比萃取剂消耗量大为减少，流程简单， 2014-6-10 能耗降低。工业上应用广泛。
三、多级逆流萃取的流程与计算
四、连续逆流萃取的流程与计算
2014-6-10
液液萃取的基本流程
单级萃取或并流接触萃取 多级错流萃取 单组分萃取
多级逆流萃取 萃取
连续逆流萃取
双组分萃取（回流萃取）
2014-6-10
一、单级萃取的流程与计算
原料液F
萃余相R
xF
萃取剂S
xR
萃取相E
回收溶剂S后 得萃余液R′ 回收溶剂S后 得萃取液E′
混合液 A+B
萃取剂S
萃取相 E(S+A+B)
萃余相 R(B+A+S)
B
R3 R2 R1
· M
P
E3
3
M2 M1
E2
E1 S
溶解度曲线与联结线
溶解度曲线 将代表各平衡液层组成的坐标点连接起来的 曲线叫溶解度曲线。
平衡时的两液层R相和E相叫共轭相，两共轭相组成点的连线叫联结线。
搅 拌
混合液 A+B 萃取剂S
2014-6-10
β=1 ，
y A y B x A xB
A、B两组分不适宜用萃取分离；
β>1，萃取时组分A可以在萃取相中浓集，β越大，组分A与 B萃取分离的效果越好。
2014-6-10
（2）萃取剂S与稀释剂B的互溶度
Emax
Emax
组分B与S的互溶度影响溶解度曲线的形状和分层面积。 B、S 互溶度越小，分层区面积越大，可能得到的萃取液 的最高浓度ymax’较高，愈有利于萃取分离。
2.在生物化工和精细化工中的应用
•以醋酸丁酯为溶剂萃取含青霉素的发酵液
•香料工业中用正丙醇从亚硫酸纸浆废水中提取香兰素
•食品工业中TBP从发酵液中萃取柠檬酸
3.湿法冶金中的应用
用溶剂LIX63-65等螯合萃取剂从铜的浸取液中提取铜
2014-6-10
三、三元体系液-液相平衡
①溶质A完全溶于原溶剂B及萃取剂S中，萃取剂S与 原溶剂B完全不互溶 ——形成完全不互溶的混合液。 ②溶质 A 完全溶于原溶剂 B 及萃取剂 S 中，萃取剂 S 与 原溶剂B部分互溶 ——形成部分互溶的混合液。 ③萃取剂 S与原溶剂 B部分互溶，与溶质 A部分 互溶——形成两对部分互溶的混合液。 第一种情况很少，第三种情况尽量避免，本章讨论第二种情况。
解：根据三组分体系的液-液平衡数据绘出溶解度曲线和辅助曲线 ①所需萃取剂三氯乙烷的量S A(丙酮) a. 原料液中丙酮质量分数为：54/120=0.45，在AB边上 找到F点，连接SF。 b. 已知萃余相中丙酮含量10%在与溶解度曲线上 标出R点(R、R'重合)
F
E R
B(水)
2014-6-10
c. 过R点作水平线交辅助线与H点，过H作垂 线交溶解度曲线于E点，连接RE交SF于M点。
ys
yE
萃取剂与稀释剂部分互溶
原料液处理量F和原料液组成XF一定，萃余相R(或萃余液R′)的 组成为生产中所要控制的指标。通过计算求萃取剂S的用量、 萃取相E和萃余相R的量及组成。
2014-6-10
①作图：a.在ABS三元相图上连接纯溶剂组成点S和原料液组 成点F，原料液和萃取剂混合液组成点M一定在直线SF上； b.根据液-液平衡数据画出溶解度曲线和辅助曲线； c.画出已知萃余相组成点R′，连接S和R′与溶解度曲线的 交点R为萃余相组成点，由R点利用辅助线求出萃取相组 成点E，连接RE与SF的交点M为混合液组成点。 ②求萃取剂用量S: S MF MF E’
F
MS
S
MS
F
③ 求R、E及R′、E′的量：
E MR MR E M M ER ER
F