第二章萃取分离法案例

重点和难点：
重点：分配比、萃取率、萃取次数的计算；萃取率与pH之间 的关系； 难点：萃取体系的选择，萃取剂结构对萃取性能的影响；协 同萃取、超临界流体萃取。
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第二章 萃取分离法
萃取分离
——利用溶质在互不相溶的两相之间分配常数的不同而 使溶质得到纯化或浓缩的方法。 按两相状态分： 液-液萃取分离法 液-固萃取分离法 液-气萃取分离法 固-气萃取分离法
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萃取的本质
使欲分离的物质由亲水性转化为疏水性，而且在有机溶剂中有较大的溶
解度，从水溶液中转入有机相中，达到分离溶液中某些物质的目的。 亲水性——易溶于水难溶于有机溶剂的性质。 疏水性——易溶于有机溶剂难溶于水的性质。
非极性基团，疏水 hydrophilic 物质 hydrophobic 亲水性
第二章 萃取分离法
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 萃取分离的基本参数 萃取过程与萃取体系分类 萃取平衡及萃取条件的选择 萃取分离技术与应用 超临界流体萃取
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第二章 萃取分离法
目的及要求：
（1）了解溶剂萃取分离法的原理及其应用领域； （2）掌握分配比、萃取率与萃取次数的关系；熟悉螯合萃取 体系中分配比与溶液pH值之间的关系； （3）明确各种分离体系中萃取性能与结果的关系； （4）了解协同萃取、超临界流体萃取的原理及应用。
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第二章 萃取分离法
溶剂萃取的最新进展
1、合成具有毒性小而萃取性能优异的萃取剂，结合现代方法深 入进行萃取动力学的研究； 2、进一步与其它分离和测定方法相结合，建立新的分离和测定 体系及新技术； 3、结合IR、NMR等技术研究萃取机理； 4、用于湿法冶金，尤其对铂族、稀土元素、铀、钍、钪及其他 稀有元素的湿法冶金，具有广泛的应用前景； 5、研究固体萃取机理、动力学和应用等。
效率的无机物盐类。
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第二章 萃取分离法
液液萃取法的发展过程
*19世纪中叶醚萃取硝酸铀酰。
Peligot
* 1872年 Berthelot和Jungfleisch根据经验提出了液-液分配的定量关 系——溶于两个等体积液体中的物质之量的比值是一个常数。 * 1891年Nernst从热力学观点出发 阐明了液-液分配的定量关系—— 当某一溶质在基本上不相混溶的 两个溶剂中分配时，在一定温度 下两相达到平衡后，如果溶质在 两相中的分子量相同，则在两相 中溶质的浓度比为一常数。
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第二章 萃取分离法
液-液萃取
简称萃取分离法，它是利用与水不相混溶的有机溶剂同 试液一起振荡，一些组分进入有机相，另一些组分仍留在水 相中，从而达到分离的目的。可用于大量元素的分离，也适 用于微量元素的分离和富集。
如：向含有碘的水溶液中加入CCl4，混 合后静置分层，碘会转移至CCl4层中。 这是由于被萃物碘在CCl4中的溶解度大 于它在水中的溶解度的缘故。
极性基团，亲水 离子型化合物 极性
相互转换 疏水性 共价化合物 弱极性或非极性
萃取过程即亲水性物质向疏水性转化的过程，选择一种结构相似的溶 剂，使欲测物最大限度地转入另一相中。
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第二章 萃取分离法
活性萃取溶剂——可与被萃取物发生化学反应，形成配合物、离子缔合物或 溶剂化物。如：磷酸三丁酯、正丁醇等。 惰性萃取溶剂——本身不与被萃取物发生化学反应，仅起溶解被萃取物、改 变萃取剂的物理性质、使萃取两相易于分层的作用。如四氯化碳、三氯甲烷、 苯等。 助萃剂(助萃络合剂)——水相中加入能促进被萃取物的分配比或萃取率增大的 络合剂，萃取过程中不可缺少的辅助试剂。 如：二胺替比林甲烷(DAPM)萃取Co2+，生成 (DAPM)H2[Co(SCN)4]，能溶于 CHCl3。萃取剂: DAPM；萃取溶剂: CHCl3；助萃剂: SCN-。 反萃取剂——一种新的不含被萃取物的水相与萃取液接触，使被萃物返回 水相的过程叫反萃取；使被萃取物返回水相的物质叫反萃取剂。 盐析剂——指易溶于水而不被萃取，但能促进萃取物转入有机相，提高萃取
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第二章 萃取分离法
基本概念
碘+水
CCl4 碘 + CCl4；水
被萃取物——指原先溶于水相，然后被有机相萃取的物质(萃合物)。 萃取剂——指能与被萃取物质发生化学反应，形成能溶于有机相的萃合物 的试剂。或指能与亲水性物质反应生成可被萃取的疏水性物质的试剂。
萃取液和萃余液——萃取分层后，有机相称为萃取液，此时的水相为萃余液。
Walther Nernst
Berthelot
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第二章 萃取分离法
* 1892年，Rothe等又推广乙醚从浓盐酸溶液中萃取Fe。此后相继用于 多种金属离子的分离。随着核技术及材料科学的发展和需要，溶剂萃 取才在工业上得到广泛的应用。 * 1902s发现双硫腙（螯合萃取剂）可以萃取多种金属离子，从而使溶 剂萃取在分析化学中获得了应用。
* 1930s开始研究应用溶剂萃取法分离稀土，因当时萃取剂种类不多， 稀土元素之间性质十分相近，因而没有获得有实际应用价值的成果。
* 1940s美国首先将溶剂萃取技术用于核燃料工业，建立了第一座萃取 精铀的工厂。 * 20世纪40年代，溶剂萃取走向成熟（完善的理论体系，丰富的萃取 模式、广泛的应用领域）。
萃取溶剂——与水不相混溶且能够构成连续有机相的液体。
有时有机相是由两种溶剂组成，一种是萃取溶剂，另一种是萃取剂。 有时萃取剂在常温下是固体，它溶解于萃取溶剂中起萃取作用。 如： 用氯仿来萃取水溶液中的Al3+时，可用8-羟基喹啉做萃取剂，使之 形成8-羟基喹啉铝，难溶于水而易溶于氯仿。
萃取溶剂
萃取剂
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第二章 萃取分离法
萃取的特点：
优点：
仪器设备简单、操作方便。 分离选择性高。 应用范围广（无机和有机物；常量和微量组分）。 处理量大，适于工业分离，易于连续自动操作。 缺点： 有机溶剂易挥发，多对人体有害。 手工操作比较麻烦，费时，劳动强度大。
分离效率不高（比LC小23个数量级）。