1、萃取和反萃取萃取是指某些金属离子从水溶液中转移到不与水相混溶的有机 溶剂中的过程,这个过程就叫萃取过程反萃取是指把萃取到有机溶剂中的物质转移到水溶液中的过程, 它是萃取的逆过程用来萃取的有机溶剂叫萃取剂,用来反萃取的水溶值叫反萃剂大部分金属盐类一般都易溶于水而难溶于有机溶剂要使金属离 子转移到有机溶剂中去,必须选择一种合适的萃取剂将围绕在金属离 子周围的水分子全都或部分除去,而生成一种不带电荷的非极性或弱 极性的化合物,才能够易溶于有机溶剂而难溶于水,这样被萃入有机 相的化合物称为萃合物萃取和反萃取,是一个相反的过程,为了使金属离子被萃取到有 机溶剂中必须创造一定的条件,使金属离子与萃取剂结合生成一种难 溶于水而易溶于有机溶剂的萃合物条件破坏了,萃取过程就不能进 行要使被萃物在有机相中能反萃取下来,就必须破坏金属离子的萃 合物,促使萃取向反萃取方面转化,为了达到反萃取的目的通常是利 用改变体系组分的条件(如酸度等)但是必须指出在萃取过程中,绝对萃取和绝对不萃取是不是存在 的,只是在一定的条件下,有的易被萃取,有的不易被萃取,有的萃 取的多些,有的萃取少些为了要达到尽可能的完全分离,提高产品的纯度,往往对萃取后 的有机相进行洗涤,因为同样的条件下,被萃取能力强的反萃取程度 小,被萃取能力差的反萃取程度大,所以用控制洗涤的条件,使被萃 入有机相中的少量的杂质(难萃组分)优先被反萃取下来,从而提高 了有机相中被萃物的纯度,所以洗涤过程实质就是杂质的反萃取过 程。
洗涤:是指洗去萃取后有机相中的难萃取组分而使易萃取组分进一步富集的过程叫洗涤(或叫萃洗)2、相:有机相与水相、相比、级数(1)相:凡是一个物质体系的均匀部分,有机界面,可以和其他部 分分开的叫作相2)有机溶剂称之为有机相,可用“O”表示水溶液称之为水相,可用“A”表示(3)相比:是在萃取过程中有机相的体积和水相体积之间的比,相比用“O/A”表示(4)级数:萃取时水相和有机相接触,达不到平衡时所需要的萃取 次数3、萃取平衡和分配定律( 1 )萃取平衡当被萃物从水相到有机相转入水相的速度相等时,萃取体系在该 条件下便处于平衡状态,如条件改变,原来的平衡被破坏,引起被了 萃物从一相转移到另一相,直至建立新的平衡,达到平衡后,被萃物 在有机相和水相中都有一定是浓度2)大量的实践认明 :如果被萃物在互不相溶的两相中具有同样的 结构形态,那么在一定的温度下,尽管在两相中被萃取的总量相应的 在改变,但被萃取物在两相中的比为一定值,物质在有机相和水相之 间的这种分配规律称为分配定律分配定律只适用于低浓度及没有任何化学作用的理想溶液的萃 取体系,一句话来说就是:在一定温度下,如果一种物质溶解在两种 不相溶的液体中,成平衡状态,则该物质在两相的浓度之比为常数[A] /[A] =K (分配常数) 有水由于分配常数只适用于低浓度的,没有任何化学反应的理想溶液 的萃取体系,但是,实际情况是大多数无机物的萃取过程都伴随着化 学反应,因而在水相中和有机相分子的状态不同,因此,分配定律不 能适用于大多数实际的萃取过程。
4、分配比、萃取率和分离常数(1)分配比 在萃取的实际过程中,物质在两相中常发生离解和缔合现象,并 在萃取过程中发生化学反应生成缔合物因此,分配定律不能适用但实践可以知道物质A在两相中分配达到平衡时的总浓度比值,这个 比值称为分配比D二物质A在有机相的浓度/物质A在水相中的浓度二{[A] +[A]…1 0 2 0[A ] /{[A]a+[A]a・・・[A]a}i 0} 1 2 i分配比D表示萃取体系达到平衡后,被萃物在两相中实际分配情 况因而有很大的实际意义,在比较简单的体系里,分配的物质只有 一种,并且在两相中分子形态相同,因此,分配比就是分配常数但在一般的情况下,分配比不是一个常数,他随着被萃物的浓度, 其他物质的存在,溶值的酸度,萃取剂的浓度、稀释剂的性质等条件 不同而改变由分配的意义可以看出:只要D〉0,物质便可萃取进入有机相, D〉1则表示经过萃取,被萃物在有机相的浓度比水相浓度大,即被萃 物可以在有机相中浓集D越大表示被萃物在有机相中的浓度愈大, 或在水相中的浓度越低所以说,分配比是表示物质可萃性的基本量,它随着物质和条件 不同而改变但是,只知道某些物质被萃到有机相的难易程度是不够的,因为 溶剂萃取不仅是要把某些物质萃取到有机相中,更主要的是要将各种 物质分离开,为了表示两种物质彼此分离的难易程度通常用分离因数 表示。
2)分离因数分离因数B分离因数是指在一定的条件下进行萃取分离时,按分离的两种物 质的分配比的比值B=D /D12B是分离因数D物质1的分配比D物质2的分配比12(1)当B等于1时D=D,两种物质分配比相同,说明萃取时两种物质的相对量不发生变化,用萃取法不能将它的分离(2) 当B不等于1时,两种物质分配比不同,若a D〉D物质1在有机相中富集,物质2在水相中富集12b D
它还表明在一次萃取后,物质的萃取率和两 相体积有关,R愈小E愈小,R愈大E愈大,所以,有时为了提咼萃取率就需要用较大的有机相体积5、 萃取容量(饱和容量)一定温度时,被萃物在有机相(一定组成)中的量是有一定限度 的,达到 了这个限度时,虽然水相中的金属离子的浓度继续升咼, 但有机物的萃合物浓度却不能再增加,这时有机相中被萃物质浓度称 为该组分的有机相的萃取容量或饱和容量6、 萃取体系的组成部分(1) 被萃物:是指先溶于有机相,后来被有机相萃取过去的物质, 萃取分层后的水相称为萃余值2) 萃取剂:是指能和萃取物结合生成萃合物溶于有机相的有机化 合物(3) 萃合物:是指萃取剂与被萃物生成能溶于机相的化合物,称为 萃合物、(4) 稀释剂:是指在萃取过程中不发生化学变化的有机溶剂(如煤 油),它的作用是改变萃取剂的物理性能(如比重、粘度)使两相易 于分层,调整萃取剂的萃取能力,(5) 反萃剂:是指能够被有机相萃合物的结构,生成易溶于水相的 化合物或生成既不溶于水也不溶于有机的沉淀,而使被萃物从有机相 中脱离的试剂,有时纯水也要用反萃剂萃取比 E:在萃取体系达到平衡后,被萃金属在有机相中的总量和水相中总量之比为萃取比E二被萃物在有机相的总量/被萃物在水相中的总量二VY/LX二R*D式中V/L二相比用R表示Y/X=分配比用D表示。