第二章液-液萃取1.ppt

1、第二章 液液萃取分離法,第一節(jié)、萃取分離基礎(chǔ)知識(shí) 1.概念 液液萃取法簡(jiǎn)稱(chēng)萃取分離法，它是利用與水不相混溶的有機(jī)溶劑同試液一起振蕩，一些組分進(jìn)入有機(jī)相，另一些組分仍留在水相中，從而達(dá)到分離的方法，可用于大量元素的分離，也可適用于微量元素的分離和富集 萃取過(guò)程的本質(zhì)是將物質(zhì)由親水性轉(zhuǎn)化為疏水性的過(guò)程,萃余液：萃取后殘余的水相，一般指多次連續(xù)萃取后殘余的水相。 萃取劑：與被萃物有化學(xué)結(jié)合而又能溶于有機(jī)相的有機(jī)試劑。 稀釋劑：指與被萃物沒(méi)有化學(xué)作用，只是改善有機(jī)相的物理性能，與水不互溶，可溶解萃取劑和萃合物的惰性溶劑。 反萃：是指在溶劑萃取中常不可缺少的一后處理步驟。將被萃取物萃取后純的水相，而與萃

2、取劑分離。,液液萃取原理示意圖,靜置分層,振蕩萃取,含Ni2+水溶液（水相） 氨性緩沖液（pH9） 丁二酮肟萃取劑 加入CHCl3有機(jī)相,萃取過(guò)程,萃取過(guò)程示意圖,無(wú)機(jī)鹽類(lèi)溶于水，發(fā)生離解形成水合離子，它們易溶于水中，難溶于有機(jī)溶劑，物質(zhì)的這種性質(zhì)稱(chēng)為親水性。離子化合物，極性化合物是親水性物質(zhì)。,物質(zhì)的親水性和疏水性,許多非極性有機(jī)化合物，如烷烴、油脂、萘、蒽等難溶于水，而易溶于有機(jī)溶劑，物質(zhì)的這種性質(zhì)稱(chēng)為疏水性（親油性）。,萃取過(guò)程,萃取過(guò)程可以看作是被萃物M在水相和有機(jī)相中兩個(gè)溶解過(guò)程之間的競(jìng)爭(zhēng)。萃取過(guò)程為： S-S + 2(M-Aq) Aq-Aq + 2(M-S), 有機(jī)物（包括一些在水

3、中不離解的非極性的共價(jià)化合物）的萃取原理適用于“相似相溶原理”。 從水溶液中將某些離子萃取到有機(jī)相，必須設(shè)法將離子的親水性轉(zhuǎn)化為疏水性。,中和電荷,引入疏水基,生成的沉淀難溶于水卻易溶于有機(jī)溶劑，可用氯仿萃取之。,丁二酮肟,親水性水合陽(yáng)離子中性疏水螯合物萃入有機(jī)相,8-羥基喹啉,+,生成的沉淀難溶于水卻易溶于有機(jī)溶劑，可用氯仿萃取之。,萃取法基本參數(shù), 分配定律和分配比 分離系數(shù) 萃取率與萃取次數(shù),分配系數(shù)和分配比,分配系數(shù),分配定律：在一定的溫度下，當(dāng)萃取分配過(guò)程達(dá)到平衡時(shí)，溶質(zhì)在互不相溶的兩相中的濃度比為一常數(shù)。即,式中，A油、A水分別是被萃取物A在有機(jī)相與水相中的平衡濃度,例 含有I-的

4、I2溶液在H2O/CCl4的分配，水溶液不僅有I2 ，還有I3-，這時(shí)分配系數(shù)并不是一個(gè)常數(shù)。,在實(shí)際工作中，人們所關(guān)注的是被萃物分配在兩相中的實(shí)際總濃度各為多少，而不是它們的具體存在的型體。,即，在一定條件下，當(dāng)達(dá)到萃取平衡時(shí)，被萃物 質(zhì)在有機(jī)相和在水相的總濃度之比。,分配比,分配系數(shù)和分配比的比較,分配比隨著萃取條件變化而改變。因而改變萃取條件，可使分配比按照所需的方向改變，從而使萃取分離更加完全。,概念不同，關(guān)注的對(duì)象有差別, 兩者有一定的聯(lián)系.,KD表示在特定的平衡條件下，被萃物在兩相中的有效濃度（即分子形式一樣）的比值；而D表示實(shí)際平衡條件下被萃物在兩相中總濃度（即不管分子以什么形式

5、存在）的比值。分配比隨著萃取條件變化而改變。,分配比可以衡量被萃物在一定條件下進(jìn)入有機(jī)相的難易程度，但它不能直接表示出被萃物有多少量已被萃取出來(lái)。那么，如何表示萃取完全程度 呢？,萃取率 （Extractability / Percent Extration)）,當(dāng)R = 1時(shí)，,從萃取率公式可以得出如下幾點(diǎn)結(jié)論： 分配比越大，萃取率越高 有機(jī)相的體積越大，萃取率越大。,如果分配比D較小或需用較少量的有機(jī)溶劑萃取，該如何處理？,當(dāng)分配比D不斷增加時(shí)，萃取百分?jǐn)?shù)E也不斷增加，萃取就進(jìn)行完全。當(dāng)D=999時(shí)。E=99.9%,可以認(rèn)為一次萃取完全。當(dāng)D=99時(shí)。E=99%,一次萃取不能認(rèn)為萃取完全，

6、一般要求連續(xù)萃取2次。當(dāng)D=9時(shí)，E=90%,需要連續(xù)萃取多次才行。,萃取率與萃取次數(shù)的關(guān)系多次萃取,設(shè)水相體積為V水（mL），水中含被萃物W0 (g)，用V有 (mL)萃取劑萃取一次，水相中剩余W1 (g)被萃物，則W1=？,每次用V有 新鮮溶劑，連續(xù)萃取n次，則水相被萃物的剩余量為：,萃取進(jìn)入有機(jī)相的被萃物總量為：,例如，已知D10，當(dāng)V水V有時(shí)，連續(xù)萃取3次，W3=W0（1/1331），即用有機(jī)溶劑的總體積為3V有時(shí)，萃取已定量完成。假如不用連續(xù)萃取的辦法而是用增加有機(jī)溶劑的用量的辦法，使V有10 V水，則W1 W0（1/101）雖然消耗的有機(jī)溶劑比前一種辦法多得多，但效果卻不及前者。,

7、3、回收率,（1）被測(cè)組分的回收程度用回收率RA表示： （2）干擾組分的分離程度，也可用B物質(zhì)的回收率RB表示：,對(duì)回收率的要求隨被測(cè)組分的含量和分析準(zhǔn)確度要求不同而不同,若被測(cè)組分為常量組分（1%）時(shí)，要求RA% 99.9% 若被測(cè)組分為常量組分（1%）時(shí)，要求RA% 99% 若被測(cè)組分為常量組分（1%）時(shí)，要求RA% 95% 若含量極低的組分，當(dāng)RA%更低時(shí)，也可以認(rèn)為達(dá)到定量分離的目的。,萃取過(guò)程的表示方式,被萃物（濃度）可萃雜質(zhì)/水相組成/有機(jī)相組成萃合物的分子式 UO2(10-2 10-4 mol/L)-Th4+/ 6mol/L HNO3, 3mol/L NaClO4, 0.1 mol/L EDTA/ 20%TBP-C6H6UO2(NO3)2TBP,作業(yè),1 某螯合物在氯仿和水中的分配比為6.4,現(xiàn)有濃度為0.02mol/L的該螯合物水溶液25ml,試求以下各操作的萃取率？（1）用60ml