溶剂萃取.
第5章 溶剂萃取
【5】、萃取体系表示法 被萃取物(起始浓度)/水相组成/有机相组成
〔萃合物的分子式〕
例：
Ta5, Nb5 100 克 升 4MH2SO4、8MHF 80%TBP 煤油 H2TaNbF6 •3TBP
表示被萃物是五价的Ta、Nb离子，萃取前它们 的浓度为100克/升，水相的组成为4M浓度的硫酸和 8M的氢氟酸。有机相的组成为80%的TBP作萃取剂， 20%的煤油作稀释剂，萃合物的分子式为 H2TaF6·3TBP及H2MbF6·3TBP。
• 根据离子的性质，大部分金属盐是强电解质，它 们在水中有较大的溶解度。这不仅是由于水是极 性大的液体，能够使盐类离解成离子，而且水使 金属离子溶剂化而促进溶解.然而大部分简单的金 属盐，显著地不溶于有机溶剂中。因为有机溶剂 多半是非极性化合物。
• 只有当金属离子或其盐类与有机溶剂分子生成一 种在有机溶剂中比在水中更易溶解的化合物时才 有可能。这主要是由于它们的分子结构与有机溶 剂分子具有相似的特点，即所谓“同类溶解同类” 规则。
（5）操作安全，无毒、不易燃、不挥发。 （6）稳定，便于储存。 （7）价廉，来源充足。
有色冶金生产中常用的萃取剂有胺盐、醇类、酮 类、羧酸类、磷酸类等。
萃合物：萃取剂与被萃取物发生化学反应生成的 不易溶于水相而易溶于有机相的化合物，通常是一种 络先要选用合适的萃取剂, 它是一种能将金属离子通过配位化学反应从水相选择 性地转入有机相,又能通过另一类配位化学反应从有 机相转到水相,借以达到金属的纯化与富集的有机化 合物。
• 人们为寻找选择性更高的萃取剂开展了大量的稀土溶 液配位化学的研究工作,可以说稀土配位化学的发展 就是从这里开始的。是配位化学和分离化学成功的结 合。配位化学一个重要的应用领域是配位萃取。
溶剂萃取技术
溶剂萃取技术溶剂萃取技术是一种常用的分离和提纯方法，广泛应用于化学、生物、环境等领域。
本文将介绍溶剂萃取技术的原理、应用以及一些相关的注意事项。
一、原理溶剂萃取技术基于溶剂与待提取物质之间的亲和性差异，通过在不同溶剂中的分配系数来实现分离和提取。
其基本步骤包括：选择合适的溶剂、混合溶液和待提取物；将混合溶液与待提取物充分接触，使其发生相互作用；经过一段时间后，分离出溶液，待提取物即可得到分离和提取。
溶剂的选择是溶剂萃取技术中非常重要的一步，常用的溶剂包括有机溶剂和水。
有机溶剂如乙酸乙酯、苯、氯仿等常用于非极性物质的提取，而水则常用于极性物质的提取。
溶剂的选择要根据待提取物的性质、溶解度以及实际需求来确定。
二、应用1. 化学领域：溶剂萃取技术广泛应用于有机合成、分析化学以及药物研发等方面。
例如，在有机合成中，可以使用溶剂萃取技术将产物从反应混合物中提取出来，实现反应物和产物的有效分离和纯化。
2. 生物领域：在生物制药、基因工程等领域，溶剂萃取技术被用于分离和纯化蛋白质、核酸等生物大分子。
通过选择合适的溶剂和提取条件，可以实现对目标物质的高效提取和纯化。
3. 环境领域：溶剂萃取技术在环境监测和废水处理中也有广泛应用。
例如，在环境监测中，可以使用溶剂萃取技术将有机污染物从土壤或水样中提取出来，进而进行分析和检测。
三、注意事项1. 安全性：在使用有机溶剂时，要注意其挥发性和毒性，避免对人体和环境造成伤害。
同时，在操作过程中要做好防护措施，如佩戴手套、护目镜等。
2. 溶剂选择：要根据待提取物的性质和需求，选择合适的溶剂。
同时，也要考虑溶剂的成本和可回收性等因素。
3. 操作条件：包括温度、时间、溶液浓度等，都会对溶剂萃取的效果产生影响。
要根据实际需求进行优化，以提高分离和提取的效率和纯度。
4. 废弃物处理：在溶剂萃取过程中生成的废弃物要妥善处理，避免对环境造成污染。
溶剂萃取技术是一种常用的分离和提纯方法，其原理简单、灵活性强，广泛应用于化学、生物、环境等领域。
溶剂萃取法
去乳化剂的选择方法
1、以HLB数可作为指标；
2、主要应用实验方法来决定。
用于生物制品如酶、蛋白质、核酸、多肽和氨基酸 等的提取精制。
本章重点介绍有机溶剂萃取法的理论与实践。
一、分配定律
萃取平衡时，根据相律，有：
F＝c－P十2 其中：F 自由度， c 组分数，P 相数。 若系统中除两种溶剂外，只含有一种溶质，则 c＝3。因为P＝2，代入相律，得F＝3。 当温度、压力一定时，F＝1，即一个变数就 能决定整个系统。亦即：一相的浓度如果固定，另 一相的浓度亦应固定，其关系可用分配定律表示。
乳化机理
所以表面张力降低，液体容易分散成微滴而发生乳化。在乳浊液中，界 面积大，物系的自由能大，故为热力学不稳定系统，会自行破坏。因此 要形成乳浊液，还应具备使其稳定的条件。
（二）、乳浊液的稳定条件和乳浊液的类型
影响乳浊液稳定性的因素： 1)、界面上保护膜是否形成。表面活性剂分子聚集在界
面上，在分散相液滴周围形成保护膜。保护膜应具有一定的 机械强度，不易破裂，能防止液滴碰撞而引起聚沉。
应用场合：
1、有的产物的水溶性很强，在通常有机溶剂中溶解度 都很小，则如要采用溶剂萃取法来提取，可借助于带溶剂。
2、即使水溶性不强的产物，有时为提高其收率和选择 性，也可考虑采用带溶剂。
举例：链霉素
水溶性较强的碱(如链霉素)可与脂肪酸(如月桂酸)形 成复合物而能溶于丁醇、醋酸丁酯、异辛醇中，在酸性下 (pH 5.5—5.7)，此复合物分解成链霉素而可转入水相。
第六章 溶剂萃取法
第一节 溶剂萃取
一、溶剂萃取过程的理论基础
溶剂萃取： 溶剂萃取：把目标物从第一液相中靠更 强大的溶解力抽提到第二液相中（ 强大的溶解力抽提到第二液相中（如把 水相中的醋酸抽提到醋酸乙酯中）。 水相中的醋酸抽提到醋酸乙酯中）。
2、乳浊液的形成 、
有机溶剂和水混合， 有机溶剂和水混合，乳化结果形成两 种O/W型乳浊液：油滴分散在水中。 型乳浊液 油滴分散在水中。 型乳浊液： 油包水型 或W/O型乳浊液：水滴分散在油中。 型乳浊液 水滴分散在油中。
要形成稳定的乳浊液， 要形成稳定的乳浊液，一般应有表面 活性剂（乳化剂）存在。 活性剂（乳化剂）存在。
1、物质的溶解和相似相溶原理 、
物质溶解过程： 物质溶解过程：假定从纯物质和纯溶剂开始 到形成均匀的分子混合物。 到形成均匀的分子混合物。 从能量的变化角度将溶解过程分为三个过程： 从能量的变化角度将溶解过程分为三个过程：
溶质B各质点的分离（吸收能量）； 溶质 各质点的分离（吸收能量）； 各质点的分离 溶剂A在溶质 的作用下形成可容纳B质点的空位 在溶质B的作用下形成可容纳 溶剂 在溶质 的作用下形成可容纳 质点的空位 吸收能量）； （吸收能量）； 进入溶剂A形成的空位 溶质质点 B进入溶剂 形成的空位（放出能量）。 进入溶剂 形成的空位（放出能量）。
0
如果D 如果 1和D2分别为测试液体和标准液体的 介电常数， 介电常数，C1和C2为一个电容器内分别充 满有上述两种液体时的静电容量， 满有上述两种液体时的静电容量，则： D1/D2= C1/C2 D2为已知值， C1和C2可测量，D1可求得。 为已知值， 可测量， 可求得。 通过测定被萃取目标物的介电常数，寻找 通过测定被萃取目标物的介电常数， 极性相接近的溶剂作为萃取剂。 极性相接近的溶剂作为萃取剂。 选择方法：根据萃取目标物质的介电常数， 选择方法：根据萃取目标物质的介电常数， 寻找极性相接近的溶剂作为萃取溶剂。 寻找极性相接近的溶剂作为萃取溶剂。
溶剂萃取(精)
1． 螯合物萃取体系
螯合物萃取是分析化学中应用最广泛的萃 取体系，所用的萃取剂为螯合剂。可用做萃取 剂的螯合剂与试样中的被萃取金属离子生成四 元、五元或六元环状螯合物很稳定，因而萃取 灵敏度很高，可用于萃取浓度很低的金属离子， 在分离同时达到富集的效果。
萃取过程
① 萃取剂在两相中分配平衡 ② 水相中萃取剂电离平衡 ③ 萃取剂与萃取离子络合平衡 ④ 内络盐在两相中分配平衡
(CH3)2N
S
N(CH3)2 +
[BF4] -
N
主要萃取条件：配位阴离子、酸性溶液和惰性溶剂
高分子量胺萃取
高分子量胺（本身是液体，有时溶在稀释剂中）
与酸反应生成的盐难溶于水，但易溶于有机溶剂
而被萃取。
质子加成反应
R3 N有机 H A R3 NH A有 机
因此，高分子胺可用于水溶液中酸的萃取。
V（有机）
）2
DV（有机） V（水）
经n次萃取后水相中剩余溶质质量：
mn
m0
(
V(有机）
)n
DV（有机） V（水）
n次萃取后的萃取效率E为：
E
1
(
V(水） DV（有机）
）n V（水）
以CCl4萃取20mL水溶液中的I2，已知 碘在水与CCl4的分配比为85，试比较用 20mL CCl4 一次萃取及每次用 10mL CCl4 分两次萃取的萃取效率。
D cA总 (有机） cA总 (水）
3.萃取百分率
萃取百分率：被萃取物在有机相中的量占 它在两相中的A在两相中的总量
100%
4．萃取效率
设：萃取体系中水相的体积为V水， 有机相的体积为V有，则萃取效率可从下 式计算：
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
第二章-溶剂萃取
• ⑵萃取率（q），即萃取百分率 • 表示萃取平衡时，萃取剂的实际萃取能力，常用萃取率来表示。
•
萃取率q
=
被萃物在有机相中的量 被萃物在料液中的总量100%
• 令 C ＿平衡时有机相中的浓度
•
C＿平衡时水相中的浓度
•
VS＿有机相体积
•
VF＿料液体积
• 令：VS R, R称为相比，
VF
•
∴
上式=
• 分子中有C=NOH结构，如N509（5，8＿二乙基＿7羟基＿十二烷基＿6＿ 肟，相当于国外的Lix63；
• N510（2＿羟基＿5＿十二烷基＿二苯甲酮肟，相当于国外的Lix64。 • 二者都是萃铜的萃取剂。
、 • d Kelex型萃取剂
• 8＿羟基喹咛的衍生物，例如：Kelex100，十二烯基＿8＿羟基喹咛，它可 从高浓度铜浸出液中萃取回收铜，萃取能力比Lix型强。
我国的萃取工业发展较国外稍迟一些，是在二十世纪六十年代开始的，但发展很 快。目前，我国有自己合成的新型萃取剂，有自己独特的萃取工艺，水平并不低 于国外。在我国，很多稀有金属的生产，某些有色金属的提取分离等都已应用该 法，这种方法所以能发展得如此快，主要是由于该法具有很多优点，如：分离效 率高、操作安全方便、生产成本低、作业易于连续化、自动化、生产量大等等。
析此时有机相中被萃物的量，即为饱和容量。
• 第二节 萃取基本原理
• 一、萃取过程的物理化学 • 1、萃取过程本质 • 在萃取过程中，要使物质从水相转入有机相，就必须使它从亲水性转变为疏
水性，使它从易溶于水相转变为易溶于有机相，萃取过程的实质就在于利用 物质的亲水性和疏水性的相互转化。
• 在湿法冶金的溶剂萃取中，金属离子大多是亲水性的极性物质，在水溶液中 大多以水合离子状态存在，要使它们从亲水性变为疏水性，就必然要使萃取 剂与金属的水合离子发生化学作用，萃取剂必须将部分或全部的金属离子周 围的水分子顶替出来，生成不带电荷的易溶于有机溶剂的化合物（多数是络
溶剂萃取法
溶剂萃取法
溶剂萃取法（一般称：萃取法），是指利用溶质在互不相溶的溶剂里溶解度的不同，用一种溶剂把溶质从另一溶剂所组成的溶液里提取出来的操作方法。
例如，用四氯化碳从碘水中萃取碘，就是采用萃取的方法。
萃取分离物质的操作步骤是：把用来萃取（提取）溶质的溶剂加入到盛有溶液的分液漏斗后，立即充分振荡，使溶质充分转溶到加入的溶剂中，然后静置分液漏斗。
待液体分层后，再进行分液．如要获得溶质，可把溶剂蒸馏除去，就能得到纯净的溶质。
萃取的机理既有物理的溶解作用，又有化学的配合作用，是一个复杂的物理溶解过程。
按照萃取机理的不同，可分为五种类型：简单分子萃取、中性配合萃取、酸性配合萃取、离子缔合萃取和协同萃取。
第2章溶剂萃取
常用溶剂的罗氏极性参数
溶剂
正庚烷 正己烷 环戊烷 四氢呋喃
乙酸乙酯 氯仿 甲乙酮 丙酮 乙腈 甲醇 水
P’
ɛ（介电常数）
0.2
1.92
0.1
1.88
-0.2
1.97
4.0
7.6
4.4
6.0
4.1
4.8
4.7
18.5
5.1
5.8
37.8
5.1
32.7
10.2
80
Xe =He/P’ Xd = Hd/P’ Xn= Hn/P’
醋酸
苯酚、氯仿、水
结论
同一个组中的溶剂，具有非常接近的3个选择性 参数，在分离过程中具有类似的选择性，若通过选 择溶剂改善分离，就要选择不同组的溶剂。
溶剂选择一般方法
（1）单一溶剂： 选择与溶质极性尽可能相等的单 一溶剂，使溶质在溶剂中的溶解度达到最大；
在保持溶剂极性不变的前提下，更换溶剂种类， 调整溶剂选择性，使分离选择性达到最佳。
• 极性是一种抽象概念，用以表示分子中电荷不对 称（assymmetry)的程度。
• 表征的参数常有偶极矩、介电常数、油水分配系 数、溶解度参数和罗氏极性参数。
影响分子极性的因素
分子的极性与分子结构及分子大小有关；
——分子结构指分子中所含官能团的种类、数目及 排列方式等综合因素。
——分子大小指分子碳链长度、骨架大小，与分子 量相关。
测定分配系数最常用溶剂系统：正辛醇和水系统， 并用Ko/w或lgP表示分配系数。
KO /W
coctanol c wa te r
lg Ko/ w lg P
典型香味化合物的油水分配系数
溶剂萃取
• 在生物产物中，可用于有机酸、氨基酸、抗生素、维 生素、激素和生物碱等生物小分子的分离和纯化。
2
Light phase
杂质
溶质 萃取剂 原溶剂
Heavy phase
3
萃取的基本概念
•料液：在溶剂萃取中，被提取的溶液；
•溶质：其中欲提取的物质； •萃取剂：用以进行萃取的溶剂； •萃取液：经接触分离后，大部分溶质转移到萃取剂 中，得到的溶液； •萃余液：被萃取出溶质的料液；。
20
4 乳化和去乳化
• 在萃取过程中，由于剧烈振荡等原因，可能出现 乳浊液现象，造成分层困难影响萃取效果。实际 发酵产物的萃取操作中常发生乳化现象。 • 乳化即一种液体以细小液滴 ( 分散相 ) 的形式分散 在另一不相溶的液体(连续相)中的现象。 • 产生乳化后使有机相和水相分层困难，出现两种 夹带： ①发酵废液(萃余液)中夹带有机溶剂(萃取液)微滴， 使目标产物受到损失； ②有机溶剂(萃取相)中夹带发酵液(萃余液)，给后 处理操作带来闲难
• 料液经萃取后，萃余液再与新鲜萃取剂接触，再 进行萃取。
• 第一级的萃余液进入第二级作为料液，并加入新 鲜萃取剂进行萃取；第二级的萃余液再作为第三 级的料液，以此类推。 • 此法特点在于每级中都加溶剂，故溶剂消耗量大， 而得到的萃取剂平均浓度较稀，但萃取较完全。
34
5.2多级错流萃取
• 萃取设备
43
5.3 多级逆流萃取 解析方法
• 第1级 Xi=K0Yi ；HYi+1+LXi-1=HYi+LXi • 对于第1级 X0=0可得：Y2=(1+E)Y1； • 对于第2级 Y3=(1+E)Y2-EY1＝(1+E+E2)Y1； • 类推，第n级 Yn+1=(1+E+E2+…+En)Y1； • 整理：Yn+1=[(En+1－1)/(E-1)]Y1 • 萃取分率P=LXn/HYn+1=EYn/Yn+1=(En+1-E)/(En+1-1) • 未被萃取分率 φ=(E-1)/(En+1-1)；
溶剂萃取法
10 溶剂萃取法在液体混合物溶液中加入某种溶剂，使溶液中的组分得到全部或部分分离的过程称为萃取。
溶剂萃取法是从稀溶液中提取物质的一种有效方法。
广泛地应用于冶金和化工行业中。
在黄金行业中，用溶剂萃取法提取纯金、银已有许多研究[1～3]，在国外，其成熟技术已经工业应用多年。
用萃取法从含氰废水中提取铜、锌的研究也多有报导[5～6]。
在我国，直到1997年才由清华大学和山东省莱州黄金冶炼厂合作完成了萃取法从氰化贫液中分离铜的工业试验，取得了较好的效果。
9.1 溶剂萃取法的基本原理溶剂萃取法也称液—液萃取法，简称萃取法。
萃取法由有机相和水相相互混合，水相中要分离出的物质进入有机相后，再靠两相质量密度不同将两相分开。
有机相一般由三种物质组成，即萃取剂、稀释剂、溶剂。
有时还要在萃取剂中加入一些调节剂，以使萃取剂的性能更好。
从氰化物溶液中萃取有色金属氰络物一般用高分子有机胺类，如氯化三烷基甲胺（N 263）、稀释剂为高碳醇、溶剂是磺化煤油。
水相即是要处理的废水。
与吸收操作相似，萃取法以相际平衡为过程极限。
这与离子交换法和液膜法也是相近的。
但离子交换法使用固体离子交换树脂做吸收物质；而液膜法使用的是油包水（碱溶液用于吸收氰化氢）组成的吸收物质。
萃取法所用的吸收剂均由有机物组成，其质量密度一定要与水溶液或称萃取原料液有相当大的差别，以使两相靠重力就能较容易地分离开，有机相还要有较高的沸点，以保证有机物在使用过程中不至于损失太大。
萃取过程是一个传质过程，溶质从水相传递到有机相中，直到平衡。
因此要求萃取设备能充分地使水相中的物质在较短时间内扩散到有机相中，而且要求有机相的粘度不要过大，以免被吸收物质在有机相内产生较大浓度梯度而阻碍吸收进程。
萃取过程得到的富集了水相中某种物质或几种物质的有机相叫萃取相。
经过萃取分离出某种物质或几种物质的水相叫萃余液。
通过反萃将萃取相的被萃取物分离出去才能使有机相循环使用。
对于含铜氰络离子的萃取相，可用烧碱溶液将铜络离子从萃取相中反萃出来，得到含铜氰络合物浓度极高的溶液。
溶剂萃取
方向改变，从而使萃取分离进行完全。
3、 萃取百分率（萃取率） 萃取百分率：表示被萃取的组分已萃入有机相的 总量与原始溶液中被萃取组分总量比值的百分 数。用E表示。 某一物质A的水溶液，体积为V水，用有机溶 剂萃取时，有机溶剂的体积为V有 分子分母同
除以C水V有
A在有机溶剂中的总含量 E 100% A在两相中的总含量 C有V有 D 100% C有V有 C水V水 D V水 / V有
第三章
§3.1 §3.2 §3.3 §3.4 §3.5 §3.6
溶剂萃取分离法
概述 萃取分离法的基本原理 形成螯合物的萃取体系 形成离子缔合物的萃取体系 提高萃取率及选择性的方法 萃取分离法的应用
§3.1 概述
一、基本概念 二、溶剂溶解度的相似原理 三、各类溶剂的互溶规律 四、特点
一、基本概念
1、溶剂萃取分离
常见的亲水基团：-OH，-SO3H，-NH2，=NH等。
（3）物质含疏水性基团越多，其疏水性越强。 常见的疏水基团：烷基、芳香基等。 反萃取 有时需要采取与萃取相反的步骤，把有机相 的物质再转入水相中，这一过程称为反萃取。
二、萃取分离的基本参数
1 、分配定律，分配系数
当某一种溶质在基本上不相混溶的两个溶剂之 间分配时，在一定温度下，两相达到平衡后，且溶 质在两相中的分子量相等。则其在两相中的浓度比 值为一常数。
（2）有较高的灵敏度、选择性。 （3）应用广泛 （4）手工操作，工作量大。 （5）所用有机溶剂易挥发、易燃和有毒。
§3.2 萃取分离法的基本原理
一、 萃取过程的本质
二、萃取分离的基本参数 三、 萃取体系的分类
§3.2 萃取分离法的基本原理
一、 萃取过程的本质
萃取过程的本质： 是将物质由亲水性转化为疏水性的过程。 例：萃取镍 水溶液中：Ni(H2O)62+ 亲水性
第二章溶剂萃取法
式中 C ------在水相中青霉素的总浓度； [A-]-------在水相中青霉素阴离子的浓度 青霉素在水中的电离，可用电离常数来表示
式中[H+]为水中氢离子浓度。 用上面四个关系式可以导出表现分配系数的计算式
第二章溶剂萃取法
已知青霉素的电离平衡常数Kp=10-2.75，所以当 pH＜1.0时，青霉素在有机相和水相之间的分配 接近于不电离的青霉素游离酸的分配，而在pH＞ 5时，分配系数就随着[H+]浓度下降而比例下降， 在1.0＜pH＜10范围内分配系数取决于水相的PH 值． 多级萃取计算练习（洗衣服为例子） 用苯萃取化工生产废液中的醋酸，在有机相中醋 酸生成二聚物，推导到萃取分配比并说明回收条 件。
容量与同一电容器中一个已知介电常数的标准液体的电容
量相比较而求得的。
如果D1和D2分别为测试液体和标准液体介电常数，C1
和C2分别为一个电容器内分别充满有上述两种液体时的静
电容量。则
D1 C1
D2
C2
D2为已知值，C1和C2可以测量，所以D1值可以求得。各 种溶剂的介电常数值列于下表：
第二章溶剂萃取法
第二章溶剂萃取法
介电常数是一个化合物摩尔极化程度的量度，如果这个值
知道，那末就可以预知一个化合物是极性还是非极性，一
个物质的介电常数D，可用此物质在一个电容器中二极板
之间所测得的静电容量c来量度。
如果C0是在完全真空时，同一电容器中的静电容量值，那 么实际上，介电常数是用一个充满已知液体的电容器的电
第一，青霉素虽在水中可离解，但在水相和有机相之 间分配的仅仅是青霉素游离酸(不离解的分子)。
第二章溶剂萃取法
第二，在萃取时不发生青霉素分子的电离作用。 第三，在有机溶剂中青霉素分子不离解为离子。
溶剂萃取法
1、萃取：当含有生化物质的溶液与互不相溶的第二相接触时，生化物质倾向于在两相之间进行分配，当条件选择得恰当时，所需提取的生化物质就会有选择性地发生转移，集中到一相中，而原来溶液中所混有的其它杂质（如中间代谢产物、杂蛋白等）分配在另一相中，这样就能达到某种程度的提纯和浓缩。
2、反萃取：溶质从萃取剂转移到反萃剂的过程。
在完成萃取操作后，为进一步纯化目标产物或便于下一步分离操作的实施，将目标产物从有机相转入水相的操作就称为反萃取3、物理萃取和化学萃取：物理萃取的理论基础是分配定律，而化学萃取服从相律及一般化学反应的平衡定律。
4、生物萃取与传统萃取相比的特殊性:①成分复杂②传质速率不同③相分离性能不同④产物的不稳定性5、溶剂萃取法的特点:萃取过程有选择性；能与其它步聚相配合；通过相转移减少产品水解；适用于不同规模；传质快；周期短，便于连续操作；毒性与安全环境问题6、分配定律：一定T、P下，溶质在两个互不相溶的溶剂中分配，平衡时，溶质在两相中浓度之比为常数。
7、在常温常压下Ｋ为常数；应用前提条件：①稀溶液②溶质对溶剂互溶没有影响③必须是同一分子类型，不发生缔合或离解8、分配系数中CL和CH 必须是同一种分子类型，即不发生缔合或离解。
对于弱电解质，在水中发生解离，则只有两相中的单分子化合物的浓度才符合分配定律。
9、为什么青霉素在酸性（pH≤2.5）条件下，而红霉素却要在碱性（pH≥9.8）条件下才能被萃取到丁酯中去呢？①根据表观分配系数公式可知，弱酸的表观分配系数：K=K0 /(1 ＋10 pH －pK )弱酸的表观分配系数：K=K0 /(1 ＋10 pK －pH )对于弱酸：pH< pK 时，分配系数大，对于弱碱：pH> pK 时，分配系数大；②不同pH条件影响弱电解质电离，从而影响分子的极性，根据相似相溶原则，在弱极性的丁酯中极性小的分子溶解度比水中大10、有机溶剂萃取的影响因素：①影响萃取操作的因素：pH、温度、盐析②有机溶剂的选择③带溶剂④乳化与去乳化11、T↑，分子扩散速度↑，故萃取速度↑12、盐析：生化物质在水中溶解度↓；两相比重差↑两相互溶度↓13、常用于生化萃取的有机溶剂有丁醇、丁酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸戊酯等。
溶剂萃取法
萃取剂S：用以进行萃取的溶剂，
萃取液：经接触分离后，大部分溶质转移到萃取剂中， 得到的溶液，
余液：被萃取出溶质的料液。
稀释剂（原溶剂）B：混合液中的溶剂，作用是使萃
合常数发生变化 ，使分配比发生变化。
整理课件
5
Light phase 萃取剂
Heavy p整h理a课s件e
溶剂萃取概述
杂质 溶质 原溶剂
表面活性物质聚集在两相界面上，使表面张力降低。
表面活性剂分子 亲水基团
亲水
亲油基团 亲油
亲水基团伸向水中，亲油基团伸向油中。
整理课件
19
4.4 带溶剂的使用
带溶剂：是一类能和所提取的生物物质形成复 合物，而易溶于溶剂的物质，且此复合物在一定条 件下容易分解形成成原来的生物物质。
对于水溶性强的溶质比如链霉素，可利用脂溶 性萃取剂（如月桂酸）与溶质间的化学反应生成脂 溶性复合分子，使溶质向有机相转移，在酸性条件 下又分解成链霉素而转溶于水中。
在完成萃取操作后，为进一步纯化目标产 物或便于下一步分离操作的实施，将目标 产物从有机相转入水相的操作就称为反萃 取（Back extraction)
整理课件
4
萃取的基本概念
溶剂萃取概述
萃取法是利用液体混合物各组分在某有机溶剂中的溶解 度的差异而实现分离的。
料液：在溶剂萃取中，被提取的溶液，
溶质A：其中欲提取的物质，
萃取剂对溶质A和B分离能力的大小可用分离因素 （β）来表征。
整理课件
12
分离因素（β）
分离因数 ：A B 在同一萃取体系内，在同样条件 下两组分的分配比的比值。
(CLA/CLB)KA
AB (CRA/CRB) KB
第18章+溶剂萃取法
S
R
多级错流萃取
n
1 ( E 1) n
S1
L1
S2
L2
F
R
多级逆流萃取
n
E 1 E n1 1
L
S
F
R
如洁霉素20℃，pH10.0时，分配系数（丁醇／水）=18，根据萃取方式
： 理论收得率的计算方法，得出
浓缩比
（丁醇/水）单级
1
94.7
½
90.0
1/3
85.7
¼
81.8
收率（%） 二级错流 二级逆流
100 %
1 100 % E 1
理论收率：
1 1 1 100% E 100%
E 1
E 1
例： 洁霉素在20℃和pH10.0时分配系数（丁醇/
水）为18。用等量的丁醇萃取料液中的洁霉素， 计算可得理论收率
E=18*1/1=18 理论收率：
若改用1/3体积丁醇萃取， E 18 1/ 3 6
理论收率：
1
1 6 100% 85.7%
6 1
五、萃取方法和理论收率的计算
（二）多级错流萃取
五、萃取方法和理论收率的计算
多级逆流萃取
条件：萃取相和萃余相很快达到平衡 两相完全不互溶，完全分离 每级的萃取因素E相同
单级萃取： 1
E 1
1 E
E 1
F 混和 L 分离
Dextran、FiColl、淀粉、纤维素等高聚物具有光学活性, 它们应该可以辨别分子的D、L型。因此，对映体分子在上 述高聚物相系统中具有不同的分配特征。同样，一种蛋白 质对D或L型能选择性地结合而富集于一相中，可将此用于 手性分配。例如，在含血清白蛋白的相系统中，D、L型色 氨酸可获得分离。
什么是萃取
一、什么是萃取？溶剂萃取过程的机理是什么？选择萃取剂的原则是什么？萃取，又称溶剂萃取或液液萃取，是利用系统中组分在溶剂中有不同的溶解度来分离混合物的单元操作。
即，是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的方法。
选择萃取剂的原则：1.和原溶液中的溶剂互不相溶2.对溶质的溶解度要远大于原溶剂,萃取剂与溶质相似，相似相溶3.萃取剂溶解极少量或完全不溶杂质4.容易与待萃取物质分离5.萃取剂不能与原溶液发生任何反应6.萃取剂最好是无毒的二、溶剂萃取分离和蒸馏分离过程中分别涉及的最主要的分子间的相互作用是什么？三、影响溶剂萃取的因素，简述当前萃取方法的新技术？萃取方法新技术：超临界流体萃取(supercritical fluid extraction，SFE)是近年来分离科学中发展很快的一个领域。
近年来研究较多的体系包括二氧化碳、水、氨、甲醇、乙醇、氙、戊烷、乙烷、乙烯等，与常用的有机溶剂相比，超临界流体特别是二氧化碳、水还是一种环境友好的溶剂。
与一些传统的分离方法相比，超临界流体萃取具有许多独特的优点，如①超临界流体的萃取能力取决于流体密度，因而很容易通过调节温度和压力加以控制；②溶剂回收简单方便，节省能源。
通过等温降压或等压升温被萃取物就可与萃取剂分离；③由于超临界萃取工艺可在较低温度下操作，故特别适合于热敏组分；④可较快地达到平衡；⑤超临界流体萃取的另一特点是很容易与其它分析方法联用，如SFE-IR[11]、SFE-GC[12]、SFE-SFC[13]、SFE-GPC[14]、SFE-LC[15]、SFE—HPLC[16]、SFE-GCMS[17] 、SFE-LC-GC等，避免了样品转移的损失，减少了人为误差，提高了样品分析整体的精密度与灵敏度。
然而超临界流体萃取因需要较为庞大的仪器设备，限制了它在野外与现场的采样处理。
固相微萃取固相微萃取(solid phase microextraction，SPME)是与固相萃取原理相似，但操作完全不同的一种样品制备与前处理技术与许多经典的样品制备与前处理方法相比，固相微萃取技术不但简便、省时、省力、无需溶剂，而且可以萃取挥发性样品，如顶空固相微萃取法；与吹气捕集法相比，它又可处理低挥发性的样品，而且设备小巧，不需额外面积与空间；特别重要的是固相微萃取容易自动化及与其它分析技术联用，而SPE虽也可自动化及与其它技术联用，但所需设备及投资远比SPME要高，因此SPME在环境监测、农药分析、生物分析、食品检验等领域都有着广泛的应用前景。
7 有机溶剂萃取法
化学萃取则利用脂溶性萃取剂与溶质之间的 化学反应生成酯溶性复合分子实现溶质向有机相 的分配。萃取剂与溶质之间的化学反应包括离子 交接和络合反应等。
例如:利用季铵盐（如氯化三辛基甲铵R+Cl-，为萃取 剂萃取氨基酸)：
R Cl A R A Cl
由于提取物质转移，水相pH自然变化， 不利于萃取，因此，在萃取过程中水相pH 应保持稳定。
4)温度 1、温度对萃取速度有影响 萃取时，若温度低，则萃取速度很小。 2、温度影响分配系数 3、温度对溶媒的互溶度有影响 如： 丁/水 水/丁 15℃ 0．8% 1．28% 20℃ 1% 1．37% 一般：选择T在室温或低温，同时考虑1-3因素。
分配定律公式推导
μ1 = μ2 (μ= μ0 + RT lna )
μ02—μ01 ln( a1 / a2) = —————— RT
a1 / a2 = K
C1/C2=K
①必须是稀溶液。 ②溶质对溶剂之间的互溶度没有影响。 ③必须是同一种分子类型，而不发生缔合和离解。
强调：① K0= C1/C2=萃取相/萃余相 ②真正分配系数（热力学分配系数）
K1
A H
K eCl
R A R Cl R A Cl K K c Cl A R Cl
A
K2
A H
A
A
A
cl
c A [ A ] [ A ] [ A]
其中： C(L,A) 、 C(L,B) —分别为萃取相中溶质A、B的浓度
溶剂萃取
10 − 0.10 E= × 100% = 99% 10
可见：当V总相等时，分多次，每次少量萃取，萃取率大 于全量一次萃取即“少量多次”原则，但过多增加萃取次 数，会增加工作量，降低工作效率，所以也不恰当。
23
3.3.4 分离因数β
为了达到分离目的，不但萃取效率要高，还 要考虑溶液中共存组分间的分离效果要好，一般 用分离因数β（separation factor）来表示分 离效果。β是两种不同组分分配比的比值，即：
溶 剂
萃
取
Solvent Extraction
1
1.前言 2.溶剂萃取的发展历史及最新进展 3.溶剂萃取的基本参数 4.溶剂萃取体系的分类 5.溶剂萃取条件的选择 6.萃取操作 7.溶剂萃取的应用 8.参考文献
2
1.前言
溶剂萃取又称液—液萃取 简单、快速,易于操作和自动化 既可萃取基体元素，又可分离富集痕量元素 可供选择的萃取剂类型不断增多，因此可供选择 的萃取体系亦多，容易达到高的选择性和萃取率 溶剂萃取可与光度法、原子吸收法、电化学方 法、X射线荧光光谱法，发射光谱法等结合， 提高分离和测定的选择性和灵敏度 工作量大（有时费时），溶剂易燃、易挥发、 有毒等
3.2.溶剂萃取的基本参数 3.2.1 3.2.2 3.2.3 3.2.4 分配系数KD与分配比D 萃取效率E 萃取效率与萃取次数的关系 分离因数β
10
3.2.1 分配系数KD与分配比D
当溶质A同时接触两种互不混溶的溶剂时，如 果一种是水，一种是有机溶剂，A就分配在这两 种溶剂中： A水→A有 当这个分配过程达到平衡时，溶质A在二种溶 剂中浓度的比值为一常数值，不因浓度而改 变，这个常数值称为分配系数（distribution coefficient）,以KD表示： KD= [A]有
第一节 溶剂萃取
2 分配比D
由于溶质A在一相或两相中，常常会离解、聚 合或遇到其他组分发生化学反应，情况是比较复杂 的，不能简单地用分配系数来说明整个萃取过程的 平衡问题.于是又引入分配比D（distribution ratio）这一参数。分配比D是存在于两种溶剂中溶 质的总浓度之比，即：
C D= C
有 水
分配系％ A 在两相中的总含量
=
C有V 有 C有V 有 C 水V 水
×100％
如果分子分母同时除以C水，然后再除以V有，则得： E=
D D V V
水 有
×100％
3 萃取效率E
D D V V
水 有
E=
×100％
可见萃取效率由分配比D和体积比V水/V有决定。D越 大，体积比越小，萃取效率就越高。在分析工作中， 一般常用等体积的溶剂来进行萃取，即V有=V水，
常见的提取溶剂可分为以下三类： ★
2）亲水性的有机溶剂：也就是一般所说的与水能混 溶的有机溶剂，如乙醇、甲醇、丙酮等。 以乙醇最常用。
醇的溶解性能比较好，对细胞的穿透能力较强。亲水性的 成分除蛋白质、粘液质、果胶、淀粉和部分多糖等外，大多 小分子化合物能在乙醇中溶解。难溶于水的亲脂性成分，在 乙醇中的溶解度也较大。 还可以根据被提取物质的性质，采用不同浓度的乙醇进行 提取。 用乙醇提取比用水量较少，提取时间短，溶解出的水溶性 杂质也少。乙醇为有机溶剂，虽易燃，但毒性小，价格便宜， 来源方便，有一定设备即可回收反复使用，而且乙醇的提取 液不易发霉变质。
常见的提取溶剂可分为以下三类： ★
3）亲脂性的有机溶剂：也就是一般所说的与水不 能混溶的有机溶剂，如石油醚、苯、氯仿、乙醚、 乙酸乙酯、二氯乙烷等。
这些溶剂的选择性能强，不能或不容易提出亲水 性杂质。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
§4-1 概 述
溶剂萃取在分析化学中，萃取分离法主 要用于元素的分离和富集。如果被萃取 组分是有机化合物，则可以取有机相直 接进行比色（分光光度法）测定，这种 方法称为萃取比色法。萃取比色法具有 较高的灵敏度和选择性。
一、分 类
液-液萃取
萃取对象
液-固萃取 液-气萃取（溶液吸收）
溶剂萃取分离方法自其出 现以来，现已广泛用于分析化
学、无机化学、放射化学、湿
法冶金以及化工制备等领域。
§4-2萃取的基本参数
1．分配系数
液-液萃取是物质在互不相溶两种液相之间分 配的过程，物质在两相中的分布服从分配定律， 即：在一定温度和压力下，物质A在有机相与 水相中分配达到平衡时，其浓度比为一常数， 通常称为分配系数Kd：
分两次萃取：
V 20 （水） 2 2 E % 1 ( ) 100% 1 （ ） 100% 99.95% DV 85 10 20 （水） （有机） V
注意
1、同量的萃取剂，分多次萃取的效率 比一次萃取的效率高。
附： 螯合条件的选择
稳定性较大的络合物
1、螯合剂的选择
本身分配系数较小
螯合物分配系数大
螯合物溶解度大、与水比重差别大
2、溶剂的选择
挥发性少些、毒性少些 酸度大，生成难离解的有机酸 酸度小，水解
3、酸度适当
2．离子缔合物萃取体系
1． 螯合物萃取体系
螯合物萃取是分析化学中应用最广泛的萃 取体系，所用的萃取剂为螯合剂。可用做萃取 剂的螯合剂与试样中的被萃取金属离子生成四 元、五元或六元环状螯合物很稳定，因而萃取 灵敏度很高，可用于萃取浓度很低的金属离子， 在分离同时达到富集的效果。
萃取过程
① ② ③ ④ 萃取剂在两相中分配平衡 水相中萃取剂电离平衡 萃取剂与萃取离子络合平衡 内络盐在两相中分配平衡
V( 水） n E 1 ( ） DV （水） （有机） V
以CCl4萃取20mL水溶液中的I2，已知 碘在水与CCl4的分配比为85，试比较用 20mL CCl4 一次萃取及每次用 10mL CCl4 分两次萃取的萃取效率。
解：一次萃取：
85 E% 100% 100% 98.84% D V(水）/ V(有机） 85 20 / 20 D
Kd
C A( 有机） C A( 水）
2.分配比
当溶质A在水相或有机相中发生电离、聚合
等作用时，就会存在着多种化学形式，由于不
同形式在两相中的分配行为不同，故总的浓度
比就不是常数。溶质A在两相中的总浓度比值，
则称为分配比,用符号D表示。 实际的应用中一般多用 D。
D
c A总 ( 有机） c A总 ( 水）
3.萃取百分率
萃取百分率：被萃取物在有机相中的量占 它在两相中的百分数。
A在有机相中的总量 E% 100% A在两相中的总量
4．萃取效率
设：萃取体系中水相的体积为V水， 有机相的体积为V有，则萃取效率可从下 式计算：
E %c A总 ( 有机） V( 有机） c A总 ( 水） VA（水） 由于D c A总 (有机） c A总 （水）
D 所以E % 100% D V(水）/ V （有机）
c A总 ( 有机） V( 有机）
D E% 100% D V(水）/ V （有机）
1．当V(水)＝V(有)，即用与试液同体积的有机溶剂 来率取，此时上式为： 2．当V(水)＝V(有)，而D＝1时，则萃取一次萃取 效率为50%； D E% 100% D 1 90%，则D必须大于9； 3．若要求萃取百分率大于 4．当分配比不够大时，一次萃取的效率不达要求， 可采用多次萃取的方法来提高萃取效率。
2、增加萃取次数将增大工作量，并将
引起误差。
§4-3主要的萃取体系
概念：溶剂萃取体系是由水相和有机相
组成的。①其中有机相被称为萃取剂；
②萃取后的水相称为萃余液，③被萃入 到有机相中的物质称为萃合物。 分类：根据萃合物分子性质的不同，萃 取体系可分为螯合物萃取、离子缔合物
萃取和协同萃取等几种类型。
5．多次连续萃取的计算
设V（水）为水相体积，V（有）为每次加入的有机相 体积，m0为被萃取前试样中A的质量，m1、 m2、……mn为1次、2次……n次萃取后水相中剩余 的A的质量，求m1、m2、……mn？
解:
c A总 （有机） ( m0 m1 ) / V( 有机） D c A总 (水） m1 / V(水）
V （水）
经一次萃取后留在水相中A的质量
m1 m（ 0 DV （水） （有机） V ）
第二次萃取后水相中剩余溶质质量：
m2 m1 (
V(有机）
DV （水） （有机） V
） m0 (
V （有机）
DV （水） （有机） V
）
2
经n次萃取后水相中剩余溶质质量： V( 有机） m n m0 ( )n DV （水） （有机） V n次萃取后的萃取效率E为：
蒸气逸出（也叫放气）
静置分层 有机相 ～ 2min
水相和絮状物
有机相
3～5次
产生乳化的原因
由于液-液萃取过程中剧烈振动，经常发生乳 化现象，特别是那些含脂肪的样品。 原因：体系的性质、离子浓度、有机相粘度、 萃取温度、pH等。
温度越低，有机相粘度越大，离子浓度越高
越易产生乳化。
破乳的常用方法
通过改变KD; 改变溶剂或化学平衡作用的添加剂;
缓冲剂调节pH;
盐调节离子强度。
三、溶剂萃取优点
溶剂萃取具有选择性好、回收率高、 设备简单、操作简便、快速，以及易于 实现自动控制等特点，因此一直受到广
泛重视。至今为止已研究了90多种元素
的溶剂萃取体系。
四、溶剂萃取应用
二、液- 液萃取
水溶剂：亲水化合物进入
到水相中。 两种不相容 的液体
有机溶剂：疏水性化合物将进
入有机相中的程度就越大。
液-液萃取原理
利用样品中不同组分
分配在两种不混溶的溶
剂中溶解度或分配比的
水相 有机相
不同来达到分离、提取
或纯化的目的。
液-液萃取步骤
Gas
振荡几次
打开活塞
溶剂体积为样品溶液的30 ％～35％。