水相 各种金属离子组成的水溶液
萃取和反萃取概念
萃取和反萃取概念萃取溶剂萃取简称萃取，它是利用溶质在两种不相混的液体之间的不同分配来达到分离和富集的目的。
比如：采用Acorga M5640(美国CYTEC公司生产)萃取剂从含铜的水溶液中回收铜。
萃取剂和料液是不相混溶的两种液体，在一定的条件下萃取剂可以将铜离子从水溶液中提取出来，这个过程可简单地用化学方程式表示：上式中，RH代表萃取剂。
这个化学反应式是可逆的，萃取剂RH可以与溶液中的铜离子Cu2+作用生成R2Cu,这是正反应,称为萃取过程；当用硫酸与R2Cu作用又可以将铜离子释放出来，萃取剂获得再生，可以复用，这是逆反应，称为反萃取过程。
有机相和水相有机相通常是由萃取剂和稀释剂组成的，萃取剂能够选择性地与被萃的金属离子相结合。
稀释剂一般都用煤油，比重较小，属于惰性溶剂与金属离子不发生化学作用，其目的只是用来调节萃取剂的浓度，降低有机相的黏度和比重，这样有利于分相。
此处说明一下，一般萃取剂工厂用的煤油不是普通灯用煤油，而是磺化煤油。
磺化是用硫酸除掉煤油中的芳烃或不饱和烃的化合物。
因为这些不饱和烃的化合物在萃取时容易氧化，破坏萃取平衡及分相。
目前这种煤油是在石油裂化分馏时截取一定馏份而产生出的，如上海炼油厂所产的260#煤油含的芳烃小于10％，闪点70℃。
水相即为含金属离子的水溶液，比如含铜的矿坑废水或含铜的各类浸出液，当水相与有机相在一定条件下混合时，水相中的铜离子即被萃入有机相中。
当水相和有机相混合一定的时间后，静置、分相，此时的水相称为萃余液．含硫酸的水溶液与含铜的负载有机相混合一定时间后，静置分相，此时的水溶液称作反萃液。
相比与流比在萃取过程或反萃取过程中，有机相体积与水相体积之比例称为相比，通常用O／A表示。
Ｏ代表有机相的体积，Ａ代表水相体积．在生产中有机相和水相都是连续给入的，此时有机相的流量与水相的流量（或反萃液）的比例称为流比，流量的单位是m3/h或L/min。
分配系数与分离系数在萃取或反萃取的过程中，在某一条件下达到“平衡”之后，金属在有机相和水相中有一定的分配比例，我们把某种被萃取的物质在有机相中的浓度与在水相中的浓度之比称作该物质的分配系数，严格来说应叫分配比，通常用Ｄ表示．简言之，分配比表示一个萃取体系达到平衡后，被萃取物质在两相中的分配情况。
写出下列物质水溶液的质子条件式
下列物质水溶液的质子条件式：1. 盐酸溶液盐酸溶液是一种酸性溶液，其中包含了氯化氢分子。
在水中，氯化氢分子会发生离子化反应，生成氯离子和氢离子。
其离子反应式如下：HCl → H⁺ + Cl⁻盐酸溶液的质子条件式为H⁺。
2. 硫酸溶液硫酸溶液也属于酸性溶液，其中包含了硫酸分子。
在水中，硫酸分子同样会发生离子化反应，生成氢离子和硫酸根离子。
其离子反应式如下：H₂SO₄ → 2H⁺ + SO₄²⁻硫酸溶液的质子条件式为H⁺。
3. 碳酸溶液碳酸溶液是一种弱酸性溶液，其中包含了碳酸分子。
在水中，碳酸分子也会发生离子化反应，生成氢离子和碳酸根离子。
其离子反应式如下：H₂CO₃ → 2H⁺ + CO₃²⁻碳酸溶液的质子条件式同样为H⁺。
4. 碱性氧化物溶液碱性氧化物溶液通常含有氢氧化金属离子，如氢氧化钠溶液和氢氧化钙溶液。
在水中，氢氧化金属会与水分子发生反应，生成氢氧根离子和金属离子。
其离子反应式如下：NaOH → Na⁺ + OH⁻Ca(OH)₂ → Ca²⁺ + 2OH⁻可见，碱性氧化物溶液的质子条件式为OH⁻。
5. 纯水纯水是中性溶液，其离子反应式为：H₂O → H⁺ + OH⁻由于纯水中氢离子和氢氧根离子的浓度相等，因此纯水的质子条件式为H⁺和OH⁻。
不同物质水溶液的质子条件式分别为H⁺、OH⁻。
这些质子条件式的确定，有助于我们了解物质水溶液的酸碱性质，为化学实验和工业生产提供了重要的参考依据。
在化学领域，了解物质水溶液的质子条件式对于识别其酸碱性质至关重要。
了解溶液中所含的离子种类和浓度可以帮助我们确定其酸性、碱性或中性。
在前面的文章中，我们已经讨论了几种常见溶液的质子条件式，包括盐酸溶液、硫酸溶液、碳酸溶液、碱性氧化物溶液和纯水。
接下来，我们将深入探讨质子条件式对于理解溶液的酸碱性质的重要性，以及其在实际应用中的意义。
质子条件式对于酸碱性质的理解至关重要。
在溶液中，酸性溶液会释放出氢离子（H⁺），而碱性溶液会释放出氢氧根离子（OH⁻）。
双水相萃取
介绍你所知道的新型分离技术。
双水相萃取：双水相萃取是两种水溶性不同的聚合物或者一种聚合物和无机盐的混合溶液,在一的浓度下, 体系就会自然分成互不相容的两相。
被分离物质进入双水相体系后由于表面性质电荷间作用和各种作用力(如憎水键、氢键和离子键)等因素的影响, 在两相间的分配系数K 同, 导致其在上下相的浓度不同, 达到分离目的。
现在双水相萃取已被广泛用于蛋白质、酶、核酸、病毒、细胞、细胞器等生物产品的分离和纯化，并逐步向工业化生产迈进，展现了在食品工业、生物学研究和生物工程方面的巨大应用前景，将有力推动生物技术的发展。
利用聚乙二醇( PEG ) /磷酸盐双水相体系提取天然发酵物中的碱性木聚糖酶, 确定最佳体系是22% PEG6000, 10% K2HPO4和12% NaCl活性酶的产率可达98% 。
除此以外,在近几年的报道中双水相萃取已用于多种蛋白质和生物酶的分离, 如牛血清蛋白( BSA )、牛酪蛋白、β- 乳球蛋白、血清蛋白; α- 淀粉酶和蛋白酶、胆固醇氧化酶、脂肪酶、磷酸甘油酸激酶( PGK )和磷酸甘油醛脱氢酶( GAPDH )、葡糖淀粉酶、L- 天门冬酰胺酶等都在双水相体系中得到较好的分离。
β- 内酰胺类包括青霉素和头孢菌素, 是应用广泛的抗生素药物; 大环内酯类抗生素如:红霉素和乙酰螺旋霉素都利用ATPE 技术得到了较好的收率; 在多肽类抗生素中,用双水相体系对万古霉素的提取也得到了满意的结果。
双水相萃取技术的特点ATPE 作为一种新型的分离技术, 对生物物质、天然产物、抗生素等的提取、纯化表现出以下优势:(1)含水量高( 70% -90% ), 在接近生理环境的体系中进行萃取, 不会引起生物活性物质失活或变性;(2)可以直接从含有菌体的发酵液和培养液中提取所需的蛋白质, 还能不经过破碎直接提取细胞内酶, 省略了破碎或过滤等步骤;(3)分相时间短, 自然分相时间一般为5 m in -15 m in;(4) 界面张力小( 10- 7 -10- 4mN /m) , 有助于两相之间的质量传递, 界面与试管壁形成的接触角几乎是直角;(5)不存在有机溶剂残留问题, 高聚物一般是不挥发物质, 对人体无害;(6)大量杂质可与固体物质一同除去;(7)易于工艺放大和连续操作,与后续提纯工序可直接相连接,无需进行特殊理;(8)操作条件温和, 整个操作过程在常温常压下进行;(9)亲和双水相萃取技术可以提高分配系数和萃取的选择性。
第十一章 水环境中的配位
第一节 水环境中常见配合物及其特性 一、水环境中常见配位体 天然水中存在很多无机和有机配位体。主要无 机配位体有：H20、OH—、
一对或一对以上的孤对电子，或分子中有π 电子，它们能与金属离子结合。一般水体中 配合物最常见的配位数是6，也有4和2的， 其他配位数很少见。图11—l中的a是水中普 遍存在的水与金属生成的配位数为6的配合 物的构型；b是海水中普遍存在的以Cl—为配 位体、配位数为6的金属配合物构型。前两 者都是简单配合物，特点是配位体都属于单 齿配位体，除与金属离子结合外本身不相互 结合。
向养殖水体中投放EDTA作用：
一方面可保持某些元素的溶解度，例如，铁 离子可与磷酸根形成难溶的磷酸盐沉淀，EDTA加 入后可保持了铁和磷酸盐的溶解性，从而易于水 生生物吸收； 另一面可降低某些重金属离子的毒性，因为 游离的离子存在时毒性最大。
• 注意：1、EDTA本身对于徽藻和虾、蟹并 无促进生长作用，当无有害金属离子存 在时，反而不利。 2、EDTA也并不能从水中除去有害的 重金属元素，只是改变了其存在形态， 把水中呈游离态存在的重金属离子变为 毒性相对较小的配合态。
EDTA作为一种金属离子螯合剂，由于 它可以减少水中游离金属离子的含量，降 低重金属的毒性，已在水产养殖生产中得 到广泛应用。 据实验，用2mg／L的EDTA处理海水后， 水中的重金属离子含量显著降低。在养殖 生产中，一般EDTA的用量在2—6mg／L之间， 具体数量决定于水中重金属离子的敷量和 水体环境条件。
由于已知氨基三乙酸在天然水中主要以 HT2-形态存在，则可以认为氨基三乙酸在水 中绝大部分都以[PbT—]配离子的形式存在。 精确的计算需要利用氨基三乙酸各形态的分 布系数和水的pH。上述计算结果表明，氨基 三乙酸的存在，可以促进PbCO3(s)解。
离子液体在金属离子萃取分离方面的应用
离子液体在金属离子萃取分离方面的应用舒生辉【摘要】离子液体作为绿色溶剂是溶剂萃取分离金属离子方面研究的热点.综述了离子液体的性质及其在金属离子萃取分离中的应用,并对其进行了展望.【期刊名称】《能源环境保护》【年(卷),期】2015(029)005【总页数】4页(P13-16)【关键词】离子液体;萃取;分离;金属离子【作者】舒生辉【作者单位】广东建设职业技术学院,广州,510450【正文语种】中文【中图分类】TS224.4离子液体(ionic liquid)，全名为室温离子液体(RTILs:room temperature ionic liquids)，是一类室温或相近温度下完全由离子组成的有机液体化合物[1]，到目前为止，化学家们制备了许多室温离子液体，阳离子基本上都是有机含氮杂环阳离子，阴离子一般为体积较大的无机阴离子[2]。
在这种液体中只存在阴、阳离子，没有中性分子。
我们通常所知的离子化合物在室温下一般都是固体，强大的离子键使阴、阳离子在晶格上只能作振动，不能转动或平动，阴阳离子之间的作用(即离子键)较强，一般具有较高的熔、沸点和硬度，如:NaCl，阴阳离子半径相似，在晶体中做最有效的紧密堆积，每个离子只能在晶格点阵中做振动或有限的摆动，熔点为804℃，由此看来离子液体通常应该在高温下存在。
然而，通过选择合适材料可控制在室温下形成离子液体。
如果把阴、阳离子做得很大且又极不对称，由于空间阻碍，强大的静电力也无法使阴、阳离子在微观上做密堆积，使得在室温下，阴、阳离子不仅可以振动，甚至可以转动、平动，使整个有序的晶体结构遭到彻底破坏，离子之间作用力也将减小，晶格能降低，从而使这种离子化合物的熔点下降，在室温下呈液态，通常将其称作室温离子液体 [3]。
其最早发现可以追溯到1914年，Walden发现硝酸乙基铵的熔点只有12℃。
在很长一段时间里，离子液体的研究进展缓慢，但1992年wilkes等发现了一系列对水、空气稳定且组成固定的离子液体后，离子液体受到了世界各国科学家的极大关注，得到了迅猛发展。
离子液体的合成与应用
离子液体的合成与应用王静;李保民【摘要】叙述了离子液体的类型和特点，阐明了离子液体是一种安全绿色环保的液体，是当代化学的研究热点之一。
由N-甲基咪唑和溴代正丁烷合成了中间体溴化1-正丁基-3-甲基咪唑，又利用中间体进一步合成了离子液体1-正丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐和1-正丁基-3甲基六氟磷酸盐，并分别对这三种离子液体做了红外光谱分析。
简单绍了离子液体在生物技术中物质的分离和纯化。
介绍了离子液体在碱金属和碱土金属、稀土金属和锕系等金属离子萃取方面的应用。
表明离子液体有着广阔的发展前景。
%The types and characteristics of ionic liquids were described, which was a safe and green liquid and one of the hot contemporary of chemistry. The key intermediate 1 -butyl- 3 -methylimidazolium bromide was synthesized efficiently from 1 - methylimidazole【期刊名称】《广州化工》【年(卷),期】2011(039)014【总页数】3页(P67-69)【关键词】离子液体;合成;红外光谱;应用【作者】王静;李保民【作者单位】中国矿业大学化工学院,江苏徐州221008;中国矿业大学化工学院,江苏徐州221008【正文语种】中文【中图分类】TQ225.241绿色化学是21世纪化学发展的重要方向之一，开发使用无毒无害的溶剂及催化剂，以减少环境污染，是绿色化学的重要内容。
离子液体作为高效绿色溶剂已成为当代化学的研究热点之一［1］。
离子液体又称室温熔融盐，是指在室温或接近室温下完全由阴阳离子组成的有机液体盐，离子液体作为离子化合物，其熔点较低的主要原因是其结构中某些取代基的不对称性使离子不能规则地堆积成晶体所致［2］。
离子液体简介ppt课件
学蒸汽的增强效应,可将其应用于原子荧光光谱分析,使金
属从其混合物中快速分离而不发生挥发性金属的损失,方
便地应用于痕量金属分析。
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离子液体的选择
• 离子液体在电化学中的应用。离子液体已在电池 技术、电化学合成、电沉积和电抛光等领域得到 了应用。
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离子液体的应用
4.离子液体在色谱分析中的应用
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离子液体的选择
• 3.以光度法测定某种离子含量时,离子液体萃取分 光光度法的灵敏度与同条件下水相光度法灵敏度 相比会有较大提高。光度法的灵敏度可用标准曲 线斜率表示,则离子液体萃取分光光度法与水相光 度法灵敏度之比即为两种方法标准曲线斜率之比 (EF),这一比值可反映出萃取光度法与水相光度法 相比的优势,比值越大,说明应用的萃取方法灵敏度 越高。
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离子液体
• 离子液体简介 • 离子液体的特性 • 离子液体的物理化学性质 • 离子液体的毒性 • 离子液体的应用 • 离子液体的选择 • 离子液体的举例说明 • 离子液体展望 • 参考文献
天然水的性质和组成a
第二章天然水的性质和组成本章要点：水质概况、天然水的组成、天然水的性质等第一节水质概况一、水资源和利用地球上水的总量是固定的，约13.86亿km3，但可利用的淡水只占水总量的0.3％。
虽然淡水资源有限，但如果时空分布得当，并保持恰当水质，还是可以满足全球目前和将来的淡水需要。
遗憾的是，地球上淡水资源的时空分布极其不均匀，加上水污染日益严重以及工农业和生活用水量的增加，许多国家和地区出现了水资源严重短缺的局面。
水的短缺和污染不仅影响了生物生存，而且直接或间接地给人类生存带来威胁和危害，同时也造成重大的经济损失。
当前主要的缺水类型有：资源型缺水、工程型缺水和水质型缺水。
由于缺水，危害了农作物生长、并影响着工业生产、威胁着人体健康和生态、国家安全。
二、地球上水的分布地球表面约有70％以上被水所覆盖，所以地球素有"水的行星"之称。
地球上的水分布在海洋、湖泊、沼泽、河流、冰川、雪地、以及大气、生物体、土壤和地层。
水的总量约为13.86亿km3(表2-1～2-2)，其中海水占96.5%，淡水为0.35亿km3，占总水量的2.35%。
由于开发困难或技术、经济的限制，到目前为止，海水、深层地下淡水、冰雪固态淡水、盐湖水等很少被直接利用。
比较容易开发利用的，与人类生活和生产关系密切的淡水储量为400多万km3，仅占淡水的11％，总水量的0.3％。
表2-1自然环境中的水量分布我国地表水径流总量约2.8万亿m3，地下水资源约8000亿m3，冰川年平均融水量约500亿m3，近海海水约500万km3。
我国目前可供利用的水资源量每年约有11000亿m3，平均每人占有地表水资源约2700m3，居世界第88位，仅为世界人均占有量的1/4。
每亩土地占有地表水1755m3，只相当于世界平均水平的1/2。
总的说来，我国淡水资源并不丰富，处于缺水状态，而且水资源的时空分布非常不均衡，东南多，西北少，耕地面积只占全国33％的长江流域和长江以南地区，水资源占全国的70％。
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水相各种金属离子组成的水溶液
水相是一种极具多样性的组合，由各种种类的金属离子组成的溶液组成。
它在
工业化、食品加工、污染控制和药剂等诸多行业得到了广泛应用，也为生活活动和社会发展带来了重要便利。
在工业化行业，水相溶液通常作为电镀剂和清洗剂，帮助清洗和处理金属制品，以实现颜色鲜艳、质地软化、抗腐蚀等效果。
同时，它也可以作为水凝胶，可以将食物中的碳水化合物和悬浮物聚集起来形成稳定的浆体，以制作美味的食品。
此外，多种离子水相溶液也在污染控制领域发挥重要作用，它可以帮助抑制使
污染物变得更活跃，并使它们降解，从而减少它们对环境的影响。
此外，它还可以在制药行业中，作为制剂的稳定剂，阻碍药物分子如何结晶结构，从而使制药更加安全有效。
总之，水相以其多样的组成和多方面的应用，给工业和社会带来深度的便利，
是我们进行有益的生产和生活活动、保护环境的重要保障。
因此，推荐大家尽量使用水相溶液来满足自身的实际需求。