液液萃取和固液萃取
第二章 液液萃取
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（4）溶剂的回收
➢溶剂的损耗在成本控制中占据很重要的地位，有 的甚至占很大比重。必须回收。 ➢要求萃取剂对其他组分的相对挥发度大，且不形 成恒沸物，如果被萃物不挥发或挥发度很低，而萃 取剂为易挥发组分时，则萃取剂的汽化热要小，以 节省能源。（被萃物为液体和固体两种情况？）
夹带损失。例如：水溶解有机溶剂。
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(2) 萃取剂选择要点
① 选择性好：萃取剂对某种组分的溶解能力较大， 对另一种较小，表现为选择性系数大。 ② 萃取容量大：单位体积的萃取剂能萃取大量的目 的物，表现为分配系数大。 ③ 萃取剂与原溶剂的互溶度：二者最好互不溶解， 减少了溶剂分离的步骤。 ④ 萃取剂与原溶剂有较大的密度差，易与原料液相 分层不乳化、不产生第三相。萃取剂密度最好大于 原溶剂（？）
kA
yA xA
kB
yB xB
分配系数反映了被萃组分在两个平衡液相中的分配关系，
分配系数的值越大，被萃物越容易进入萃取相，萃取分离
效果越好。k与溶剂的性质和温度有关，在一定的条件下
为常数，应根据实验来测定；k=0，表示待萃取物不被萃
取，k=∞，表示完全被萃取。
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2. 选择性系数（分离系数）
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• 几种特殊溶剂：醋酸丁酯、丁醇、戊醇、丁酮、甲 基叔丁基醚、这些溶剂在水中或酸性水中溶解度不 大。适用于萃取在酸性水中溶解度大的物质。
• 普通含氧原子的溶剂在酸性溶液中，易与氢离子形 成氢键而易溶于水，而这些含氧的大分子溶剂由于 位阻大，阻碍了氢键的形成，故在水中溶解度小。
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第三章 溶剂萃取法
[I2]O KD = D = ——— [I2]W 不符合分配定律的体系：KD≠D 分配比除与一些 常数有关以外，还与酸度、溶质的浓度等因素有 关，它并不是一个常数。
分离与富集方法介绍
例如：
醋酸在苯—水萃取体系中
• 在两相间的分配： [CH3COOH] W ====[CH3COOH] O • 在水相电离： CH3COOH ====CH3COO- + H+ • 在苯相中缔合： 2CH3COOH（O）====(CH3COOH)2(O)
分离与富集方法介绍
一、萃取分离法的基本原理
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。
分离与富集方法介绍
1．萃取过程的本质 就是将物质由亲水性转化为疏水性的过程。
２、萃取物 亲水性物质：离子型化合物，易溶于水而难溶于 有机溶剂的物质。如无机离子，含亲水基团OH,-SO3H,-NH2…的物质。 疏水性或亲油性物质：共价化合物，具有难溶于 水而易溶于有机溶剂的物质。如许多有机化合物， 酚酞，油脂等（含疏水基团-CH3,-C2H5,苯基等）
[OsO4]O + 4[(OsO4)4]O
分离与富集方法介绍
（3）分配系数与分配比关系
• 当溶质在两相中以相同的单一形式存在，且溶液较 稀，KD＝D。否则KD≠D。 • 分配系数与萃取体系和温度有关，而分配比除与萃 取体系和温度有关外，还与酸度、溶质的浓度等因 素有关
分离与富集方法介绍
（4） 萃取百分率
分离与富集方法介绍
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
萃取的工艺类型
萃取的工艺类型介绍萃取是一种常见的分离和提取技术，广泛应用于化学、制药、食品、环境等领域。
它通过利用物质在不同相中的分配差异，将目标物质从混合物中分离出来。
萃取的工艺类型主要包括固液萃取、液液萃取和固相萃取。
固液萃取固液萃取是指将固体样品中的目标物质通过溶剂进行提取的过程。
它适用于固体样品中目标物质的含量较低，或者需要对固体样品进行预处理的情况。
固液萃取的步骤主要包括样品的预处理、溶剂的选择、溶剂与固体的接触和分离等。
样品的预处理在固液萃取前，通常需要对固体样品进行预处理，以提高目标物质的提取效率。
常见的预处理方法包括研磨、粉碎、酸碱处理等。
溶剂的选择溶剂的选择在固液萃取中非常重要，它直接影响到目标物质的提取效率和纯度。
常用的溶剂包括水、有机溶剂（如乙醚、丙酮、甲醇等）和混合溶剂。
选择合适的溶剂需要考虑目标物质的溶解度、选择性以及安全性等因素。
溶剂与固体的接触溶剂与固体的接触是固液萃取中的关键步骤。
它可以通过搅拌、超声波处理、加热等方式来增加溶剂与固体的接触面积和提高目标物质的溶解度。
分离在固液萃取完成后，需要将溶液中的目标物质与固体分离。
常用的分离方法包括离心、过滤、蒸发等。
选择合适的分离方法需要考虑目标物质的性质、溶剂的挥发性以及实验室条件等因素。
液液萃取液液萃取是指将混合液中的目标物质通过溶剂的选择性提取的过程。
它适用于目标物质在不同溶剂中的分配系数差异较大的情况。
液液萃取的步骤主要包括混合液的制备、溶剂的选择、溶剂的接触和分离等。
混合液的制备液液萃取前，需要将含有目标物质的混合液制备好。
混合液的制备可以通过溶解、反应等方式进行。
溶剂的选择液液萃取中，选择合适的溶剂对提取效果至关重要。
溶剂的选择需要考虑目标物质的溶解度、选择性以及溶剂的毒性和挥发性等因素。
溶剂的接触溶剂与混合液的接触是液液萃取中的关键步骤。
它可以通过搅拌、摇床、萃取漏斗等方式来增加溶剂与混合液的接触面积，从而提高目标物质的分配系数。
萃取分离技术
如中药大黄中的大黄酸、大黄素和大黄酚的分离
OH O OH
OH O OH
OH O OH
COOH HO
CH3
O
O
大黄酸
大黄素
酸性最强
酸性其次
溶于NaHCO3
溶于Na2CO3
CH3 O
大黄酚
酸性最弱
溶于NaOH
2.萃取溶剂的选择原则 萃取溶剂与溶液的溶剂互溶性差，两 溶剂的密度差异明显 “相似相溶”，萃取剂对目标物的选 择性高 化学性质稳定（洗涤例外） 沸点较低，易回收 价格低，毒性小，不易着火。
液—液萃取和液—固萃取
常用溶剂
• 非极性～弱极性溶剂 • 石油醚: 低碳烷烃混合物，市售3种类型（按沸程
30～60℃、60～90℃、90～120℃），无毒、易燃， 反复使用后性质略有变化。
• 乙醚: 弱极性，低沸点，易爆，一般不用作工业生 产。
• 苯: 非极性，致癌物质，谨慎使用。 • 正己烷: 与石油醚性质似，工业价格贵，不用作工
某些甙类
某些甙类（黄酮甙）
石油醚、己烷
乙醚、氯仿 氯仿：乙醇 （2：1）
乙酸乙酯
大 某些甙类（皂甙、蒽醌甙）
正丁醇
亲水性 强亲水性
极性很大的甙、糖类、氨基酸、某些生 物碱盐
蛋白质、粘液质、果胶、糖类、氨基酸、 无机盐类
丙酮、乙醇、 甲醇
水
萃取分离 目的: 将目标物选择性地溶集于某
一溶剂中，常用于粗分。
密度
1.00 0.79 0.79 0.79 0.71
0.68—0.72
0.78 0.88 0.87
溶剂名称
乙酸乙酯 二氧六环 二氯甲烷 二氯乙烷 三氯甲烷 四氯甲烷 硝基甲烷
化工原理第十一章液液萃取和固液萃取
E R
kA yA
xA
y
0 A
x
0 A
y
0 A
x
0 A
B
kB
yB xB
y
0 B
x
0 B
1
y
0 A
1
x
0 A
M
S
要求：1，
kA 越大越好，kB 越小越好。
原料液
萃取剂 S
S
A+B
xF
yA
萃取相 E
y0
萃取液 E A
A(大量),B(少量)
S+A+B 萃余相 R
x B+A+S A
S
x0
萃余液 R A B (大量),A(少量)
R R
B
第十一章 液液萃取和固液萃取
S
R，xR E，yE
R，xR E，yE
S
E M
S0
S
16/19
2．解析法
总： F S R E
溶质 A：FxA,F SyA,S RxA,R EyA,E
萃取剂 S：0 SyS,S RxS,R EyS,E
相平衡：k A
y A, E x A,R
kB
yB,E xB,R
幻灯片1目录
§11.1 概述 §11.2 液液相平衡关系及相图
浙江大学本科生课程 化工原理
第十一章 液液萃取和固液萃取
1/12
第十一章 液液萃取和固液萃取
§11.1 概述
1．什么是液液萃取？
利用液体混合物中各组分在外加溶剂中溶解度 的差异而分离该混合物的操作，称为~。外加 溶剂称为萃取剂。
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FxF S 0 MxM
萃取技术_精品文档
概述 溶液萃取技术 双水相萃取 超临界流体萃取 其他萃取技术
0.1 概述
一、基本概念及分类
概念：萃取是利用溶质在互不混溶的两相之间分 配系数的不同而使溶质得到纯化或浓缩的技术。
分类：
参与溶质 分配的两 相不同
液-固萃取 液-液萃取
萃取原理
物理萃取 化学萃取 双水相萃取 超临界萃取
K ＝ 萃取相浓度/萃余相浓度＝ X／Y 应用条件：(1)稀溶液；(2)溶质对溶剂之
互溶度没有影响；(3)必须是同一种分子类 型，即不发生缔合或离解。
分离因数
若原来的料液中除溶质A以外，还含有溶 质B，则由于A、B的分配系数不同， A和 B就得到了一定程度的分离。如A的分配系 数较B大，这样萃取剂对溶质A和B分离能 力的大小可用分离因数β来表征：
常用聚合物： 聚乙二醇－葡聚糖
聚乙二醇－无机盐系统
无毒原则
双水相体系形成的原因
1. 双水相体系的成因是聚合物之间的不相溶性， 即聚合物分子的空间阻碍作用，相互间无法 渗透，从而分为两相。一般认为，只要两种 聚合物水溶液的水溶性有所差异，混合时就 可发生相分离，并且水溶性差别越大，相分 离的倾向越大。
0.2 溶剂萃取技术
就是在液体混合物(原料液)中加入一种与其 基本不相混溶的液体作为溶剂，构成第二相， 利用原料液中各组分在两个液相中的溶解度 不同而使原料液混合物得以分离。选用的溶 剂称为萃取剂，以S表示；原料中容易溶于S 的组分，称为溶质，以A表示；难溶于S的组 分称为原溶剂(或稀释剂)，以B表示。
2. pH的影响
pH会影响蛋白质中可离解基团的离解度， 因而改变蛋白质所带电荷和分配系数；另外， pH还影响系统缓冲物质磷酸盐的离解程度， 从而影响分配系数。
中华人民共和国国家环境保护标准水质多环芳烃的测定液液萃取和固
中华人民共和国国家环境保护标准HJ 478—2009代替GB 13198—91水质 多环芳烃的测定液液萃取和固相萃取高效液相色谱法 Water quality-Determination of polycyclic aromatic hydrocarbons by liquid‐ liquid extraction and solid‐phase extraction -High performanceliquid chromatography（发布稿）本电子版为发布稿。
请以中国环境科学出版社出版的正式标准文本为准。
环 境 保 护 部 发布目次前言 (Ⅱ)1适用范围 (1)2方法原理 (1)3试剂和材料 (1)4仪器和设备 (2)5样品 (3)6分析步骤 (3)7结果计算 (6)8准确度和精密度 (7)9质量控制和质量保证 (7)附录A（规范性附录） 方法的检出限和测定下限 (8)附录B（资料性附录） 方法的精密度和准确度 (10)前言为贯彻《中华人民共和国环境保护法》和《中华人民共和国水污染防治法》，保护环境，保障人体健康，规范水中多环芳烃的测定方法，制定本标准。
本标准规定了测定水中十六种多环芳烃的液液萃取和固相萃取高效液相色谱法。
本标准适用于饮用水、地下水、地表水、海水、工业废水及生活污水中十六种多环芳烃的测定。
本标准是对《水质六种特定多环芳烃的测定高效液相色谱法》（GB 13198—91）的修订。
本标准首次发布于1991年，原标准起草单位为北京环境保护监测中心。
本次为第一次修订。
本次修订的主要内容有：——增加了方法的测定组分；——增加了固相萃取方法；——修改了萃取溶剂体系及净化的方法；——修改了高效液相色谱法的流动相配比；——修改了高效液相色谱法的检测条件；——增加了质量保证和质量控制的规定。
自本标准实施之日起，原国家环境保护局1991年8月31日批准、发布的国家环境保护标准《水质六种特定多环芳烃的测定高效液相色谱法》（GB 13198—91）废止。
Chapter_2_固液萃取
若以重液为分散相时，则应将降液管改为升液管，安装在筛板上方。 在筛板塔内分散相的液体经多次分散和凝聚，而且筛板的存在又抑 制了塔内的轴向混合，故其效率高，应用广泛。
脉冲筛板塔
脉冲筛板塔的基本结构
与普通筛板相同，但 没有溢流管，如图 4.50(2)所示。 工作原理
工作原理
操作时，轻、重液相均穿过筛板面作逆流
这种设备适于处理两相密度差很小或易乳化的体系。
图4. 52 离心萃取机
液膜
④溶液扩散到固相表面 固相内部的溶质与溶剂形成的溶液，通过 固体空隙以扩散的形式到达固相表面。
液相主体
溶剂
界面 固相主体
溶质
⑤溶液进入液相主体
通过固扩散到达固相表面的溶液，再以扩
溶液
散的形式穿过液膜进入液相主体。
实验告诉我们，在浸提操作中，通常随着 浸提过程的进行，浸提速度将越来越慢。 在生物化工生产中，固相物质(材料)通常是粉碎成颗粒以后再进行浸 提。这样，我们可以此可认为，上述五个步骤中，溶液中的溶质通过固相
运动，分散在筛板之间不分层。由于普通筛
板塔内轻、重相液逆向运动的相对速度小，
界面湍动程度低，从而限制了传质效率的进
一步提高。引入脉冲作用目的是为了提高流
体间的湍动程度。产生脉冲的方法有往复泵、
隔膜泵、压缩空气等。脉冲振幅范围为
往复筛板塔
原理与脉冲筛板塔相同，但它采用将筛 板固定在中心轴上，由塔顶的传动机 构带动作上下往复运动。如图4.50(3) 所示， 往复振动的幅度范围3~5mm，频率可达 1000/min。 当筛板向上运动时，筛板上侧液体经筛 孔向下喷射；当筛板向下运动时，筛 板下侧的液体向上喷射，故使两相接 触表面及湍动程度增加，因而传质效 率高。 往复筛板塔的传质效率高，流动阻力小， 生产能力大，故在生产上应用日益广 泛。
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1、对溶质溶解性大 2、选择性好 3、B与S互溶度越小越好 4、萃取剂易于回收 5、萃取相与萃余相密度差异大
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第十一章 液液萃取和固液萃取
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§11.2 液液相平衡关系及相图 一、 三角形相图及其应用
A
①顶点代表纯组分 ②每条边代表二元溶液 ③相图中的点代表三元溶液
§11.1 概述 §11.2 液液相平衡关系及相图
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第十一章 液液萃取和固液萃取
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第十一章 液液萃取和固液萃取
§11.1 概述
1．什么是液液萃取？
利用液体混合物中各组分在外加溶剂中溶解度 的差异而分离该混合物的操作，称为~。外加 溶剂称为萃取剂。
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萃取剂 S
S
A+B
B
E M
和点
R
萃取液 E
萃取相 E
A(大量),B(少量)
S+A+B
S
萃余相 R
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B+A+S
萃余液 R
第十一章 液液萃取B和(固大液量萃)取,A(少量)
杠杆 差点
S
6/12
§11.2 液液相平衡关系及相图
A
思考：如何证明上述杠杆原理？
物料衡算：F S M
FxF S 0 MxM
F
FxF F SxM
差点 M
F xM 0 MS S xF xM FM
和点
原料液 F A+B
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萃取剂 S
萃取相 E S+A+B 萃余相 R B+A+S
S
B
萃取液 E A(大量),B(少量) S
萃余液 R B (大量),A(少量)
第十一章 液液萃取和固液萃取
萃余液 R A B (大量),A(少量)
BR
两相区
辅助线
M
B、S 部分互溶时
ES
第十一章 液液萃取和固液萃取
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§11.2 液液相平衡关系及相图
A
A
xF
P
xF
P
R B
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E
R
M
SB
B、S 部分互溶时
第十一章 液液萃取和固液萃取
E
M
S
9/12
§11.2 液液相平衡关系及相图
（2） 分配曲线
A
分配曲线
yA
xF
P
E R
k A yA kB yB
xA xB
y
0 A
y
0 B
x
0 A
x
0 B
y
0 A
1
y
0 A
x
0 A
1
x
0 A
B
M
S
要求：1，
kA 越大越好，kB 越小越好。
原料液
萃取剂 S
S
A+B
xF
yA
萃取相 E
y0
萃取液 E A
A(大量),B(少量)
S+A+B 萃余相 R
x B+A+S A
S
x0
萃取剂 S
S
萃取相 E
萃取液 E （纯 A）
S+A
萃余相 R（萃余液 R）
B+A
B 与 S 完全不互溶时
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第十一章 液液萃取和固液萃取
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§11.2 液液相平衡关系及相图 A
2、B与S部分互溶时，相平衡关系的解析表示：
分配系数ki、选择性系数
kA
yA xA
kB
yB xB
杠 杆
差点 S
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§11.2 液液相平衡关系及相图
二、 萃取过程中的相平衡关系
1、B与S部分互溶时，
A
相平衡关系的图形表示：
A
B多S少 +A R(B 层)
（1） 溶解度曲线、 辅助线、 共轭线
均相区
S多B少 +A E(S 层)
P 临界混溶点（褶点）
溶解度曲线
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共轭线（联结线）
R
E
P
B
M
S
xA
B、S 部分互溶时
思考：若B与S互溶度变大，则两相区范围如何变化？
若B与S完全不互溶，则在三角形相图中溶解
度曲线 如何画？
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化工原理
第十一章 液液萃取和固液萃取
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§11.2 液液相平衡关系及相图
2、B与S完全不互溶时，相平衡关系的图形表示： 用分配曲线
原料液 A+B
%A %B %S 100%
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B
第十一章 液液萃取和固液萃取
S
三角形相图
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§11.2 液液相平衡关系及相图
三角形相图的应用：
A
1、查取浓度；
E
2、表示混合、分离等过程；
3、定量计算----杠杆原理
F
差点
杠杆原理： F MS
S FM R
R ME E RM
原料液 F
第十一章 液液萃取和固液萃取
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§11.1 概述
2．萃取流程：
原料液 A+B
溶质
原溶剂
萃取剂 S
萃取相 E S+A+B 萃余相 R B+A+SS萃取来自 E A(大量),B(少量) S
萃余液 R B (大量),A(少量)
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第十一章 液液萃取和固液萃取
3/12
§11.1 概述