第三章溶劑萃取分離法(1)

1、23第三章溶劑萃取分離法萃取通常是指原先溶于水相的某種或幾種物質，與有機相接觸后，通過物理或化學過程，部分地或幾乎全部地轉入有機相的過程。就廣義而言，萃取可分為液相到液相、固相到液相、氣相到液相等三種過程。通常所說的“萃取”指的是液液萃取過程，即溶劑萃取過程。溶劑萃?。╯olventextraction）在有機化學中很早就用作為一種基本的分離手段，無機物質的萃取開始于十九世紀初，1842年Peligot首先報道了用乙醚從瀝青鈾礦中提取和

2、純化硝酸鈾酰。1892年Rothe和Hanroit又成功地使用乙醚從濃鹽酸中萃取出了三氯化鐵。1891年Nernst提出了著名的Nernst分配定律。20世紀20年代以后，有機螯合劑開始應用于金屬離子的溶劑萃取中，使各種金屬離子的溶劑萃取有較為迅速地發(fā)展。50年代初，隨著原子能科學技術的發(fā)展，進一步推動了溶劑萃取的蓬勃發(fā)展，尋找各種選擇性高的新萃取劑更引起人們的濃厚興趣。目前萃取劑的種類十分繁多，而且已對周期表中94個元素的萃取性能進行

3、過研究。本章所討論的溶劑萃取分離法即是利用溶劑萃取的原理，在被分離物質的水溶液中，加入與水互不混溶的有機溶劑，借助于萃取劑的作用，使一種或幾種組分進入有機相，而另一些組分仍留在水相，從而達到分離的目的。該分離方法已在無機化學、分析化學、放射化學、濕法冶金以及化工制備等諸多領域得到了廣泛地應用，主要是由于，溶劑萃取分離法既可以用于大量元素分離，也適合于微量元素的分離和富集，而且還具有所用的儀器設備簡單、操作簡便快速、回收率高、選擇性好等優(yōu)

4、點，如果被萃取物質是有色化合物，還可以將溶劑萃取與分光光度法結合起來，在有機相中直接進行光度測定，這樣可大大地提高方法的靈敏度和選擇性。當然，該分離法也有一些不足之處，如使用的萃取劑價格大多較昂貴，作為稀釋劑用的有機試劑易揮發(fā)并有一定的毒性，但是隨著科學技術的發(fā)展，這些缺點會逐步得到改善的。31溶劑萃取分離法的一些特征參數在萃取過程中，通常是利用以下幾個特征參數來衡量某一溶劑萃取體系的優(yōu)劣以及組分分離富集的效果。一、分配常數在萃取過程中

5、，當被萃取物在單位時間內從水相轉入有機相的量與由有機相轉入第三章溶劑萃取分離法25想的萃取體系，即兩相中只存在通過物理分配方式進行的萃取，被萃取物與溶劑之間不發(fā)生化學作用的情形。然而，在實際應用的大多數萃取體系中，卻常常伴有化學反應，被萃取物在水相和有機相以不同的狀態(tài)存在，因此在這種情況中分配定律不適用。溶劑萃取的分配常數是表征萃取體系分離物質特性的重要參數，分配常數大的物質較分配常數小的物質更大比例地進入有機相。兩種物質的分配常數相差

6、越大，該萃取體系分離這兩種物質效果越好。二、分配比在實際應用的萃取體系中，被萃取物常以多種化學形式存在，通過實驗測定的往往是每一相中被萃取物各種形式的總濃度。萃取達到平衡時，被萃取物在兩相中總濃度的比值D被稱為分配比?！?7）WiWWiWMMMMMMMMD][][][][][][][][21002010????????????總總式中[M1]、[M2]……及[Mi]分別表示被萃取物不同化學形式的濃度。分配比D考慮到

7、了被萃取物的各種化學形式在兩相中分配的總效果。分配常數K僅表示某一種化學形式在兩相中的分配情況。只有當被萃取物在兩相中以一種相同的化學形式分配時，分配常數K才和分配比D相等。因此在實際應用中，分配比D能更好地反映萃取程度。D值越大，被萃取物進入有機相的總濃度越大，萃取越完全，如果要求被萃取物絕大部分進入有機相，D值應大于10。在萃取過程中，分配比并不是一個常數，隨萃取條件不同而變化。被萃取物的初始濃度、水相的酸度、萃取劑的濃度、有機稀釋