萃取
萃取的语文解释
萃取的语文解释
萃取是一个汉字词语,拼音为cuì qǔ,在语文中有着多重含义。
它可以作为动词使用,意为从混杂的物质中提取出有用或纯净的成分。
例如,我们可以通过萃取的过程从植物中提取出精油,或者从咖啡豆中提取出咖啡因。
萃取也可以作为名词使用,指的是通过提取的方式得到的物质。
例如,我们常常听说的植物萃取物,指的就是从植物中提取出来的有效成分,如花草的精华或植物的精油。
在文学作品中,萃取也可以用来形容对文本或思想的提取和总结。
类似于“摘要”的概念,萃取可以将一篇文章或一段文字的核心思想提炼出来,使读者更容易理解和记忆。
萃取还可以用在比喻的意义上,表示从众多的事物或信息中选取最有代表性或最重要的部分。
例如,我们可以说某个人具有萃取的智慧,意味着他能够从复杂的情况中抓住关键点,做出正确的判断。
总的来说,萃取在语文中有着丰富的含义,既可以指物质的提取,也可以指思想的概括,是一个在不同语境下都能够使用的多功能词语。
萃取
三角形相图 (三元体系的液-液平衡关系)
按组分间互溶度的不同,可将三元混合液分为: (1) 溶质A可完全溶解于B及S中,而B、S不互溶; (2) 溶质A可完全溶解于B及S中,而B、S只能部分互溶; (3) 溶质A与B完全互溶,B与S和A与S部分互溶。 萃取中(2)类物系较普遍,故主要讨论该类物系的液-液相平衡。
(2)当溶液是恒沸物或分离组分的沸点很接近时;
(3)热敏性物质如:生化药物、食品、香料等; (4)湿法冶金、环境治理等。
4.1 萃取概述
4.1.4 液液萃取在工业上的应用
1、在石油化工中的应用 随着石油化工的发展,液液萃取已广泛应用于分离各种有机 物质。轻油裂解和铂重整产生的芳烃混合物的分离是重要的一例。 该混合物中各组分的沸点非常接近,用一般的分离方法很不经济。
组成表示法
A 0.8 0.6 E 0.4 0.2 B 0.8 0.6 0.4 M 0.2 0.4 0.6 0.8 A 0.2 0.4 M 0.6 0.8 S
0.6
0.8 S B
E 0.4
0.2
0.2
0.2
0.8
0.6
0.4
三角形的三个顶点分别表示A、B、S三个纯组分。 三条边上的任一点代表某二元混合物的组成,不含第三组分。 E 点: xA =0.4, xB =0.6
yA f ( xA )
萃取在三角形坐标图上的表示法
在只含有组分 A 与 B 的原料液 F 中加入一定量的萃取剂 S 后, 得到新的混合液 M,由杠杆规 则知 F、S 和 M 之间的关系为
S/F FM MS
A
xAR' xAF xAE'
E’max E’ Emax
M 静置分层得萃取相 E 和萃余相 R,其质量关系为
萃取
二2乙基己基磷酸(DEHPA)
有机磷类萃取剂与目标溶质发生络合反应,而易于 转移到萃取相,在类似的条件下,用有机磷类化合 物萃取弱有机酸比醋酸丁酯等碳氧类萃取剂分配比 要高很多。
胺类萃取剂(三辛胺) 可与目标溶质发生反应, 用胺类长链脂肪酸从水溶液中萃取带质子的有机 化合物是一个可行的过程,并用于从发酵液中大 规模回收柠檬酸。
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 )
举例:
青霉素 ( pK2.75 ) 工业钾盐 :
预处理及过滤
发酵液
滤洗液
调
萃 取
pH2.02.5 1/3 v/v
丁酯逆流萃取
萃取液
NaCl 盐析脱水
丁酯逆流萃取
结晶液
溶剂萃取概述
5.1萃取的基本概念
①萃取(extraction)是利用液体或超临界 流体为溶剂提取原料中目标产物的分离 纯化操作。 溶质从料液转移到萃取剂的过程
Light phase
溶剂萃取概述
杂质
溶质 萃取剂 原溶剂
Heavy phase
溶质在两相中的分配平衡是状态的函数,与 萃取操作形式(两相接触状态)无关。 达到分配平衡所需的时间与萃取速率有关, 而萃取速率不仅是两相性质的函数,更主要 的是受相间接触方式即萃取操作形式的影响。
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
5.2萃取过程的定律
液液萃取是以分配定律为基础 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。
A-分配常数
A
C1 萃取相的浓度 C2 萃余相的浓度
萃取原理操作方法
萃取原理操作方法萃取是一种物质分离过程,利用不同物质在溶剂中的溶解度不同,将所需物质从原料中提取出来。
萃取原理:1. 溶剂选择:选择适用于目标物质的溶剂,使得目标物质在溶剂中溶解度较高,而其他杂质物质的溶解度较低。
2. 液相液相分配:将混合物(原料)与选择的溶剂加入到一个器皿中,充分混合并待其达到热平衡,然后分离两相(一般为上层有机相和下层水相)。
目标物质会在两相之间分配,并且由于溶解度的差异而偏向其中一相。
3. 重复萃取:经过第一次液相液相分配后,目标物质可能仍存在于较高溶剂的一相中,而其他杂质物质可能仍存在于较低溶剂的一相中。
因此,需要重复以上步骤,直到目标物质的纯度达到要求为止。
萃取方法:1. 单级萃取:进行一次液相液相分配即可获得目标物质,适用于目标物质的溶解度差异较大的情况。
2. 多级萃取:在单级萃取后,经过重复操作,提高目标物质的纯度。
适用于目标物质的溶解度差异较小的情况。
3. 反萃取:采用反向萃取,即选择有机溶剂来提取水溶性物质。
适用于目标物质在水相中的溶解度较高的情况。
4. 萃取剂选择:根据目标物质的特性选择适宜的萃取剂。
例如,有机物质可以选择非极性溶剂,而无机物质可以选择极性溶剂。
操作方法:1. 准备:准备好所需的原料和适宜的溶剂。
2. 混合:将原料与溶剂加入器皿中,充分混合并待其达到热平衡。
3. 分离:将混合物分离为两相(上层有机相和下层水相)。
4. 收集:收集目标物质所在的有机相。
5. 重复:如有需要,可以重复以上步骤多次以提高目标物质的纯度。
6. 蒸馏:通过蒸馏等方法,去除溶剂得到纯净的目标物质。
需要注意的是,具体的操作步骤和方法会根据不同的实验要求和实际条件而有所差异。
同时,在进行萃取操作时,需要注意安全问题,如防止溶剂挥发、保持良好的通风等。
萃取
超临界流体萃取
1.超临界流体
超临界流体(SCF)是指处于临界温度(Tc)和临界压力(Pc)以上,其物 理性质介于气体与液体之间的流体。 2.超临界流体萃取 通过改变压力和温度,改变超临界流体的密度,便能溶解许多不同类 型的物质,达到选择性地提取各种类型化合物的目的。可作为超临界 流体的物质很多,如二氧化碳、甲醇、氨和水等。其中二氧化碳因其 临界温度(Tc=31.3℃),接近室温;临界压力小(Pc=7.15MPa),且无色 无味、无毒、不易燃、化学惰性、低膨胀性、价廉、易制得高纯气体 等特点,现在应用最为广泛。
分液: 分液是一种实验操作,在分液漏斗里完成两种互不 相溶的液体的分离,下层的液体从下管放出(注意及时关 闭活塞),上层的液体从上口倒出。
萃取: 萃取也是一种实验操作,以苯萃取溴水中的溴为例说 明操作步骤。将溴水和苯在分液漏斗里混合后振荡、静置(静 置后液体分层,Br2被溶解到苯里,苯与水互不相溶,苯比水 轻在上层,因溶有Br2呈橙红色,水在下层为无色)、分液即 完成萃取。
超临界流体萃取基本原理: 利用CO2在超临界状态下对溶质有很高的溶解度,而在常温低压 状态对溶质的溶解度大大降低这一特性,来实现目标成分的提取、 分离。 超临界萃取技术的应用 1 食品工业 植物油脂(大豆油、蓖麻油、可可脂、玉米油等)的提取;动物油 脂(鱼油、肝油、各种水产油)的提取;食品原料(米、面、禽蛋)的脱 脂;脂质混合物(甘油酯、脂肪酸等)的分离与精制;油脂的脱色和 脱臭;植物色素和天然香味成分的提取;咖啡、红茶脱除咖啡因; 啤酒花的提取;软饮料的制造;发酵酒精的浓缩。
简介: 技术指标: 以CO2作为超临界流 体,最高使用压力:50Mpa;温度 范围:室温~85 ℃;萃取釜容积 1L; 基本功能: 该装置具有“一萃二 分一精”功能,即:一个萃取釜, 二个分离器,一个精馏柱,能够对 固体物料或液体中某些成分进行提 取、分离。 主要用途:超临界流体萃取技术是 近年来发展起来的新型化工分离技 术,具有萃取率高、操作简便安全、 对易挥发组分或生理活性物质损失 破坏少、无溶剂残留、产品质量稳 定、集提取、分离、浓缩于一体, 节省能耗,生产效率高等优点。 超临界萃取装置
萃取
1
R2
1 - N
R
E2
E
3
S
EN
,yS
S
如此交替直至萃余相组成小于规定要求,则N
为理论级数。
1. 2.
F+S= E1+Rn Δ =R1-E2=R2-E3=· · · · · · =F-E1=Rn- S
多级逆流萃取图解法
9.5其它萃取分离技术 9.5.1带回流的逆流萃取技术
技术特点 1. 进料级以上称为洗涤段或增浓段; 2. 进料级及其以下塔段称为萃取段或提 浓段。
3.萃取操作的特点
1. 2. 3.
萃取剂与原料液只能部分互溶 萃取只是一个过渡性操作 常温操作,具有节能优势
9.2三元体系的液-液相平衡 9.2.1组成在三角形相图上的表示方法
(1)三角形坐标图 三角形坐标图通常有等边三角形坐标图、等腰直角三角形坐标图 和非等腰直角三角形坐标图,其中以等腰直角三角形坐标图最为常 用。三角形坐标图中混合物的组成常用质量分数表示。
R B M R
A
E F E S0 S
9.4.1单级萃取的计算
单级萃取过程的计算:
S FM F MS
A
E F E R B M R S0 S
R ME E RM R E F Байду номын сангаасS
R FE E R F R E F
9.2.2液-液相平衡的关系
(6)温度对相平衡的影响
①
通常物系的温度升高,溶质在溶剂 中的溶解度增大,反之减小。
②
因此,温度明显地影响溶解度曲线 的形状、联结线的斜率和两相区面 积,从而也影响分配曲线的形状。
③
显然,温度升高,分层区面积减小, 不利于萃取分离的进行。
萃取的注意事项
萃取的注意事项1. 什么是萃取?萃取是一种常用的分离和纯化技术,通过将混合物中的组分溶解在适当的溶剂中,利用相互溶解性差异来实现分离。
在萃取过程中,目标物质(也称为被提取物)会从一个溶液(也称为提取液)转移到另一个溶液中。
这个过程通常通过摇动、搅拌或者加热来促进。
2. 萃取的注意事项2.1 选择合适的溶剂选择合适的溶剂对于成功进行萃取非常重要。
合适的溶剂应具备以下特点:•溶解度高:目标物质在溶剂中应有较高的溶解度,以便有效地进行萃取。
•不反应:溶剂不应与目标物质发生反应,以免影响纯度。
•安全性:溶剂应具备较低的毒性和易燃性,以确保操作过程安全。
2.2 控制温度和pH值温度和pH值对于萃取过程有重要影响。
通常情况下,提高温度可以加快反应速率和溶解度,但过高的温度可能导致目标物质的降解。
pH值的调节可以改变目标物质的溶解度和离子性质。
在进行萃取实验时,需要根据具体情况控制好温度和pH 值。
2.3 萃取时间和速度萃取时间和速度也是需要注意的因素。
通常情况下,较长的萃取时间可以提高提取率,但也会增加操作时间。
对于一些易挥发的目标物质,萃取速度非常重要,以免在操作过程中挥发失去。
2.4 萃取方法选择根据不同的目标物质和实验要求,选择合适的萃取方法也是至关重要的。
常见的萃取方法包括:•液液萃取:通过两个不相溶液体之间的分配系数差异实现分离。
•固相萃取:利用固定相上特定吸附剂与目标物质之间的亲合性实现分离。
•蒸馏法:利用液体混合物中组分沸点差异来实现分离。
选择合适的方法需要考虑到目标物质性质、纯化要求以及实验条件等因素。
2.5 萃取后处理萃取后的处理也是需要注意的环节。
通常情况下,需要对提取液进行浓缩、洗涤、干燥等操作,以获得目标物质的纯品。
在进行这些操作时,需要注意操作条件和方法,避免目标物质的损失和污染。
3. 萃取实验中的安全注意事项在进行萃取实验时,还需要注意以下安全事项:•穿戴实验室服装和个人防护用具,包括实验手套、护目镜等。
萃取的方法
萃取的方法
萃取是一种常用的化学分离方法,其基本原理是利用物质在两种不互溶的溶剂中的溶解度或分配比的不同,从而实现物质的分离。
以下是一些常见的萃取方法:
1. 液-液萃取:这是最常见的萃取方法,涉及两种不互溶的液体(通常是水和有机溶剂)之间的分离。
例如,油和水可以通过在油水混合物中加入有机溶剂来分离。
2. 液-固萃取:也称为浸提,这种方法用于从固体物质中提取某些成分。
通常是将固体物质浸泡在溶剂中,然后通过加热或其他方式使溶剂蒸发,从而提取出所需的成分。
3. 固-液萃取:也称为升华,这种方法通常用于从固体物质中提取某些挥发性成分。
通过加热固体物质,使所需的成分从固体中升华出来,然后将其冷凝并收集。
4. 微型萃取技术:微型萃取技术是在实验室规模上应用的微小型化
萃取技术,通过这种方法可以在微小的体积上完成样品的处理和分离。
这种技术可以提高效率并减少试剂的使用量。
5. 超临界流体萃取:超临界流体萃取是一种使用超临界流体作为萃取剂的萃取方法。
超临界流体是一种介于气体和液体之间的状态,具有高密度和低粘度。
这种方法可以用于从固体或液体中提取某些成分。
萃取技术
4、根据萃取剂的种类和形式不同
• 溶剂萃取:依靠在互不相溶的溶剂中分配系数的差异进行 分离的萃取法。
• 双水相萃取:依靠分离物在不相容性的高分子水溶液形成 的两相中的分配系数不同而分离的萃取。
• 反胶团萃取:利用反胶团进行的萃取分离方法。 • 凝胶萃取:将凝胶作为固态萃取剂,用于对溶液中大分子
物质的浓缩和净化 • 超临界萃取:利用某些流体在高于其临界压力和临界温度
图6-3多级逆流萃取流程
三、影响溶剂萃取的主要因素
(一)pH (二)温度 (三)无机盐 (四)萃取剂的选择
(一)pH
• 不论是物理萃取还是化学萃取,水相pH值对弱电解质分 配系数均具有显著影响。物理萃取时,弱酸性电解质的分 配系数随pH降低(即氢离子浓度增大)而增大,而弱碱性电 解质则正相反。例如青霉素是较强的有机酸,pH值对其 分配系数有很大影响。图6-4是pH值对青霉素及其他有机 酸分配系数的影响,很明显,在较低pH下有利于青霉素 在有机相中的分配,当pH大6.0时,青霉素几乎完全分配 于水相中。从图中可知,选择适当的pH,不仅有利于提 高青霉素的收率,还可根据共存杂质的性质和分配系数, 提高青霉素的萃取选择性。
二、溶剂萃取工艺流程
(一)单级萃取流程 (二)多级错流萃取流程 (三)多级逆流萃取流程
(一)单级萃取流程
• 只用一个混合器和一个分离器的萃取称为单级萃取。将原 料液与萃取剂一起加入萃取器内,并用搅拌器加以搅拌, 是两种液体充分混合,产物由一相转入另一相。经过萃取 后的溶液,流入分离器分离后得到萃取相和萃余相,最后 将萃取相送入回收器,将溶剂与产物进一步分离,回收得 到的溶剂仍可作萃取剂循环使用。见图6-1
• 多级错流萃取由于溶剂分别加入各级萃取器,故萃取推动 力较大,萃取效果较好,缺点是仍需加入大量的溶剂,因 而产品浓度低,需消耗较多的能量回收溶剂。
萃取法的原理和方法
萃取法的原理和方法
萃取法是一种常用的物质分离和提纯技术,广泛应用于化学、生物化学、环境科学等领域。
它的原理是利用不同物质在不同溶剂中的溶解度差异,通过溶解度的差异来实现物质的分离和提取。
萃取法的方法可以根据不同的目的和需求进行选择。
常见的萃取方法包括液-液萃取、固相萃取和超临界流体萃取。
液-液萃取是最常见的萃取方法之一。
它是通过将待提取物溶解在一
个合适的溶剂中,然后与另一个不相溶的溶剂进行反相萃取。
萃取溶液的选择要根据待提取物的性质和需求进行,常用的溶剂包括水、醇类、醚类、酸和碱等。
利用液-液萃取,可以将溶液中的目标物质从
混合物中分离出来,并获得较纯的目标物质。
固相萃取是一种常用的样品前处理技术,它使用具有特定吸附性能的固定相材料来吸附和富集目标物质。
最常见的固相材料是固体吸附剂、树脂、分子筛等。
固相萃取方法简单易行,同时也具有高选择性和高灵敏度的优点。
超临界流体萃取是一种基于超临界流体的特殊性质进行的分离技术。
超临界流体具有介于气体和液体之间的性质,具有较低的粘度和高扩散性。
超临界流体萃取常使用二氧化碳作为溶剂,通过调节温度和压
力来控制溶剂的性质。
超临界流体萃取具有高效、环保等优点,应用于药物提取、天然产物分离等领域。
除了上述常见的萃取方法,还有许多其他的萃取方法,如固相微萃取、微波辅助萃取、液相萃取等。
根据不同的实验目的和需求,科学家们可以选择合适的萃取方法,以实现对待提取物的有效分离和提纯。
萃取简介及技术
MXn的各级络合物可用下列各反应式表示: βn称为络合物MXn的生成稳定常数,简称稳定 常数。
福劳内乌斯函数:
Yo
TM
M
n i0
i
(X
)i
1
1 ( X
)
2(X
)2
n
(X
)n
n
= 1
i ( X )i
• 有机相-有机溶剂 – 萃取剂
• 是一种能与被萃物作用生成一种不溶于水相而易溶于有 机相的化合物,从而使被萃物从水相转入有机相的有机 试剂。
• 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(通常是一种络合物) 称为萃合物。
– 稀释剂
• 指萃取剂溶于其中构成连续有机相的溶剂。例如磺化煤 油。稀释剂虽与被萃物不直接化合,但往往能影响萃取 剂的性能。(改善有机相的物理性质如:密度、粘度、 表面张力 )
溶剂互溶规则
1. 相似性原理
– 结构相似的溶剂容易互相混溶,结构差别 较大的溶剂不易互溶。
表2-1 苯和酚在水中的溶解度
化合物
溶解度 克/100克水(20℃)
C6H5苯 C6H5OH(酚) 1.2-C6H4(OH)2
6.072 9.06 45.1
化合物
甲醇 乙醇 正丙醇 正丁醇 正戍醇 正已醇 正庚醇 正辛醇
溶剂的互溶性规律
1. AB型和N型溶剂几乎完全不互溶。
2. A型和B型溶剂混合前无氢键,混合后形成氢键, 故有利于完全互溶,如氯仿与丙酮。
3. AB型和A型,AB型和B型、AB型与AB型在混合前 后都有氢键形成,互溶度大小视混合前后氢键的强 弱及多少而定。
萃取的基本概念
第一节 萃取
在环境领域中的应用
• 萃取法主要用于水处理,通常用于萃取工业废 水中有回收价值的溶解性物质;
• 从染料废水中提取有用染料; • 从洗毛废水中提取羊毛脂; • 含酚废水的萃取处理等。
第一节 萃取
萃取法回用染料废水中有用物
复合萃取剂
萘系磺酸 染料中间 体废液
萃取剂复用
萃取
反萃取
酸 提 取 物 提取浓缩液返
第一节 萃取
1.萃取剂与稀释剂不互溶的体系
以溶质A为对象建立物料平衡关系式:
或
(10.2.5) S、B——萃取剂用量、原料液中稀释剂量;kg或kg/s XmF——原料液溶质A质量比=A/B YmE——溶质A在萃取相中的质量比=A/S XmR——溶质A在萃余相中的质量比=A/B
• 该过程称为液-液萃取,或溶剂萃取,或液体萃取。 • 萃取过程是物质由一相转到另一相的传质过程。
第一节 萃取
萃取分离的特点
• 可在常温下操作,无相变; • 萃取剂选择适当可以获得较高分离效率; • 对于沸点非常相近的物质可以进行有效分离; • 利用萃取分离混合液时,混合液中的溶质既可是挥发性
物质,也可以是非挥发性物质,如无机盐类等。
第一节 萃取
单级萃取可以间隙操作,也可以连续操作。 理论级:萃取相和萃余相之间达到平衡。 级效率:单级操作实际的级数和理论级的差距
单级萃取过程的计算: 已知:待处理的原料液量和组成、萃取剂的组成、 萃余相的组成(要求达到的程度)、相平衡数据 计算:所需的萃取剂量、 萃取相和萃余相的量、萃取相的组成
第一节 萃取
(一)三角形相图
纯溶质 xmA=0.4 xmB=0.3 xmS=0.3
三元混 合物
纯稀释剂
知识总结:萃取的方法及注意事项
萃取的方法及注意事项萃取是从溶液或固体混合物中,用溶剂把所需物质抽提出来的操作。
它也可以用来洗去混合物中的少量杂质,因此萃取也是提纯物质的一种方法。
一、对溶液进行萃取对溶液中的某一成分进行萃取时,萃取溶剂与溶液中原来的溶剂必须是不互溶的。
所选用的溶剂还必须对所提取的物质溶解度大,而对其它杂质溶解度较小。
萃取溶剂多数为有机溶剂,被萃取的溶液一般都是水溶液。
1.用分液漏斗进行萃取。
分液漏斗是实验室中最常用的萃取仪器。
操作方法:(1)选取大小合适的分液漏斗。
所用分液漏斗的容积应为被萃取溶液与萃取溶剂二者体积总和的1.5倍。
给漏斗的活塞涂油,塞好。
将分液漏斗安放在漏斗架或铁架台的铁圈上。
(2)将溶液与萃取溶剂从漏斗口注入,塞好漏斗口上的塞子(塞子不能涂油,塞好后应再旋紧一下,以防漏液)。
(3)取下分液漏斗,用右手手掌顶住塞子,手指可捉住漏斗口颈或本身,左手握住漏斗的活塞,使大拇指和食指捏住活塞柄,中指垫在塞座下边,做好旋转活塞的准备。
振摇漏斗如图5-37所示。
振摇时,漏斗稍倾斜,漏斗口向下,振摇1~2分钟.可打开活塞,将蒸汽放出。
如此反复操作直至发生的气体很微弱(即放出的气体压力很少)时,再剧烈振摇2~3分钟,然后将漏斗放回漏斗架,静置。
(4)待漏斗内液体分成上下两层后,打开塞子,再慢慢旋开活塞将下层液体放出。
这种将两种互不相溶的液体进行分离的操作叫分液。
分液时,一定要尽可能分离干净。
有时在两液界面之间会出现一些絮状物,也应将其放出。
然后将上层液从漏斗口倒出。
切不可从活塞处放出,以免被残留在漏斗颈上的第一种液体玷污。
(5)重复萃取操作3~5次,直至确定最后一次加入的萃取溶剂里已无所需萃取的物质时为止。
操作注意事项:(1)当用一定量溶剂进行萃取时,应将溶剂分成几份,作多次萃取,这样要比用全部溶剂作一次萃取的萃取效率高。
(2)萃取时,两种溶液难以分层时。
可采用以下办法处理:①长时间静置。
②若溶剂水与萃取溶剂能部分互溶时,可加入少量电解质(如氯化钠)利用盐析作用,以降低溶剂在水中的溶解度。
萃取
完成几个三角相图应用问题
发给各组一份打印好的三元物系平衡相图,要求在10分 钟内完成以下任务 1.已知原料浓度、原料量、萃余相溶质浓度,确定单 级萃取剂用量和萃取相浓度; 2.已知原料浓度、原料量、萃取剂用量,确定单级萃 余相和萃取相浓度; 3.已知原料浓度、原料量、萃余相溶质浓度、萃取剂 用量,确定逆流萃取级数; 4.已知原料浓度、原料量、萃取剂总量,确定两级错 流萃取后萃余相浓度。
单级萃取计算中,一般已知物系的相平衡数据,原料液量 F及其组成xw,AF,规定欲达到的萃余相组成xw,AR,要求计算 萃取剂用量S,萃余相量R,萃取相量E及其组yw,AE。 根据总物料衡算有 F + S= E + R=M F= E+R 萃取剂用量S可用杠杆规则确定
S FM xW , AF xW , AM F MS xW , AM xW , AS
S FM xW , AF xW , AM 当萃取剂中不含溶质A时,xW,AS =0 F MS xW , AM
萃取相与萃取液的量E和E也可用杠杆规则确定:
E xw , AM xw , AR M yw , AE xw , AR
E xw , AF x , AR w F y , AE x , AR w w
KA
yw , AE xw , AR
分配系数表达了某一组分在两个平衡液相中的分配关系。 在萃取操作中,一般以富萃取剂相的浓度为分子,以富稀 释剂相的浓度为分母表示KA值,故KA>1。由于上式表达 平衡时两液层中溶质A的分配关系,故又称为平衡关系式。 不同物系具有不同的分配系数KA值;同一物系,KA值随 温度而变,在恒定温度下,KA值随溶质A的浓度而变。只 有在恒温下,当溶质A的浓度变化不大时,KA才可视为常 数。 对于部分互溶物系,KA与联结线的斜率有关。联结线的 斜率愈大,KA也愈大,萃取分离的效果愈好。 三、三角形相图的应用 (一)单级萃取的物料衡算 单级萃取流程及在三角形相图上的表示
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。
萃取是什么意思
萃取是什么意思
萃取[ cuì qǔ ]
基本释义:
利用溶剂将另一固相或液相中之可溶性溶质溶入,以便于分离或精制之操作。
百科释义:
萃取,又称溶剂萃取或液液萃取,亦称抽提,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,是利用物质在两种互不相溶(或微溶)的溶剂中溶解度或分配系数的不同,使溶质物质从一种溶剂内转移到另外一种溶剂中的方法。
广泛应用于化学、冶金、食品等工业,通用于石油炼制工业。
另外将萃取后两种互不相溶的液体分开的操作,叫做分液。
固-液萃取,也叫浸取,用溶剂分离固体混合物中的组分,如用水浸取甜菜中的糖类;用酒精浸取黄豆中的豆油以提高油产量;用水从中药中浸取有效成分以制取流浸膏叫“渗沥”或“浸沥”。
虽然萃取经常被用在化学试验中,但它的操作过程并不造成被萃取物质化学成分的改变(或说化学反应),所以萃取操作是一个物理过程。
萃取是有机化学实验室中用来
提纯和纯化化合物的手段之一。
通过萃取,能从固体或液体混合物中提取出所需要的物质。
近义词:提纯。
萃取技术
分配比ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
如果溶质在两相中不是以同一种分子形态存 在,那么分配常数不再是常数,而是随着萃 取体系中组分的浓度、混合液的pH、温度等 因素的变化而变化。此时溶质在两相中的浓 度比值则称为分配系数或分配比。 m=c2,t/c1,t或 m=yt/xt
萃取率与萃取比
η=(萃取相中溶质总量/原始料液中溶质总量) ×100% E=(萃取相中溶质的量/萃余相中溶质的量) ×100%
2.破乳化
由蛋白质引起的乳化多为O/ W型,其粒径在2.5—30微 米之间。亲水基团强度大于亲油基团。 破乳方法: 1.过滤或离心沉降破乳法; 2.化学法:加电解质中和乳浊液分散相的电荷; 3.物理法:加热、稀释、吸附等; 4.顶替法:加入表面活性更大,但因其碳链较短难以形成坚 固的保护膜的物质,取代界面上的乳化剂; 5.转型法:如在o/w中加入亲油性乳化刑,使乳化液有生成 w/o的倾向,但又不稳定,从而达到破乳目的。 最好的方法是防止乳化,如蛋白质是乳化起因,就应设 法去除蛋白质。
五、萃取设备简介
1.单级萃取设备 在单级萃取基本完全的情况下,用一 套混合器和分离机即可。混合、萃取和分 离也可在同一台设备(如Alfa—Laval萃取 机)内完成。 2.多级萃取设备 (1)脉动筛板塔 (2)转盘塔
二、超临界流体萃取
(一)、超临界流体萃取概述 (二)、超临界流体萃取的原理和特点 (三)、超临界流体萃取的流程 (四)、超临界流体萃取的应用
SCF 0.2-0.9 (1-9)*10-4 (0.2-0.7)*10-3 液体 0.6-1.6 (0.2-3)*10-2 (0.2-2)*10-5
气体
(0.6-2)*10-3
(1-4)*10-4
第8章 萃取
①三角形相图 2. 平衡关系
溶解度曲线、联结线、混溶点、褶点(或称 临界混溶点)、 辅助曲线等概念
yA yB ②分配曲线 kA = kB = xA xB 温度和压力对相平衡关系的影响:
●压力:影响较小,可忽略; ●温度:温度升高,溶解度增大 , 两相区减小,
不利于萃取操作。
3. 萃取计算 ①部分互溶物系
(3)溶剂与原溶剂的互溶度 溶剂与原溶剂的互溶度
B 、S 互溶度小,两相区大, y B ↓ β 也越大, 对萃取有利。
当 B、S 完全不互溶, y B =0
β →∞,选择性最好。
(4)溶剂的可回收性 采用的方法是:蒸馏,蒸发,结晶等方法。 (5)溶剂的物理性质 密度差,界面张力,粘性 密度差大,界面张力适中,粘度较低。 (6)稳定性,腐蚀性,价格。 。5Leabharlann 萃取设备 了解结构、工作原理、特点
1.以纯溶剂S单级萃取分离A、、B 混合液。 已知 F = 200kg。 量从原料液中的0.3降到萃 余液中的0.1(质量分率)。 试求:S = ? E = ? 若用含少量A的溶剂作为萃取剂, 分离要求
1.0 A
不变, 定性分析萃取相的量是增大还是减小?
0.6 0.4
4.B-S部分互溶物系的单级萃取操作中, 在维持相同萃余相浓度条下,若用含有 少量溶质的萃取剂S‘代替溶剂S,则萃取 相E量与萃余相量R之比将 (增加 增加、 增加 不变、减少);萃取液的浓度将 (增 加、不变 不变、降低)。 不变 5.分离某原料液,溶剂用量和分离要求 一定时,多级逆流萃取比多级错流萃取 所需的理论级数 。 (多、少) 少
各级物料衡算 qmEi+1 − qmRi = qmEi − qmRi−1 = qmD (8.3.6)
萃取
一、萃取简介1.在一液体或固体物料中加入某种溶剂,将其中的可溶性溶质分离之操作,称为萃取。
2.当萃取的对象为固体时,称为固液萃取,或称为沥取。
3.当萃取的对象为液体时称为液液萃取。
4.沥取与过滤操作中的洗涤相似,但一般沥取旳目的在提取固体中有用的物质,而洗涤之目的则相反。
5.液液萃取旳功能与蒸馏相似,都是使液体混合物分离的操作,但下列三种情况较适合萃取:(1)混合物具低挥发性(高沸点)(2)共沸现象(3)具温度敏感性二、萃取的操作方法1.萃取原理如下图:2.工业上萃取操作含下列三步骤:(1)原料与溶剂的混合、接触2)两相的分离(3)溶剂的回收3.溶剂与原料的接触方式(1)单级接触(2)共流多级接触(3)逆流多级接触(4)逆流微分接触三、溶剂的选择溶劑對萃取操作的品質及成本影響很大,主要有下列幾項:溶剂对萃取操作的品质及成本影响很大,主要有下列几项:(1)高溶解度(2)高选择性(3)易回收(4)比重差异适中(5)表面张力差异适中(6)低粘度(7)低挥发性(8)低价格(9)无毒性四、沥取原理1.溶质从固体分散剂中溶至掺入孔隙内的溶剂。
2.溶质从孔隙内部扩散至固体粒子表面。
3.溶质从固体粒子表面扩散至整体溶液。
五、沥取装置1.植物类物料之沥取掺滤糟篮式萃取器肯尼地萃取器2.粗大颗粒物料的沥取掺滤槽加桨式搅拌器3.细小颗粒物料的沥取道耳搅拌器六、液液萃取原理1.液液萃取的过程主要包括两个阶段(1)使不互溶的两液体(溶剂与被萃取物)作暂时的混合与接触(2)接触后的液体再度分离成两相2.萃取后溶质在两相溶液中浓度的关系,可由分配系数求得,分配系数定义:K=CV /CLCV与CL分别指溶质在萃取相及萃余相的平衡浓度(单位为CM )3.若某溶液L升,含溶质mO克,以V升旳溶剂一次萃取后,残留在萃余相中溶质重mO克,则可由分配系数导出下式:4.若以V升溶剂分成n次萃取L升之溶液,即每次加入V/n升溶剂,与萃余物接触n次后,最后萃余物含溶质重(mn ),则公式成为:由上式可知,将溶剂分成多次萃取旳效果比一次萃取更好。
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基本概念
利用组分在两个互不相溶的液相中的溶解度差而将其从一个液相 转 移 到 另 一 个 液 相 的 分 离 过 程 称 为 液 液 萃 取 ( Liquid-liquid extraction),也叫溶剂萃取(Solvent Extraction),简称萃取。 待分离的一相称为被萃相,用做分离剂的相称为萃取相。萃取相中 起萃取作用的组分称为萃取剂,起溶剂作用的组分称为稀释剂或溶 剂。分离完成后的被萃相又称为萃余相。
4.2 互溶度测定方法
1. 化学分析法.
4.2 互溶度测定方法
1. 浊度法.
结线的获取
289
萃取过程计算
萃取过程分析
常用的工业萃取过程根据使用的设备通常分为逐级萃取过程和 微分萃取过程。
1. 逐级萃取过程 (平衡萃取)
以多级混合澄清槽为萃取设备的连续萃取过程。特点是每一个 萃取级构成一个平衡级, 易实现过程分解、组合与控制。
WE
WM
MR RE
WE
WF
RF RE
300
WE
ห้องสมุดไป่ตู้
WM (zM yE
xR ) xR
RF
E´
WE WF RE
WE
WF ( xF xR ) yE xR
F
E
R´
M
R
WR WF WE
xR zM yE
下面一律以物系所处的状态点字母代表物流的量,
三元组成在直角三角形相图中的表示法
M点的组成为:
xA BE 0.4 xB SG 0.3 xS BF 0.3
A
K H·
E
D
M
B
S
F
G
4.2 双结点曲线
一定温度下, 形成一对部分互溶 液相的三元体系的双结点曲线.
R1E1 为结线. P为临界混溶点(褶点).
温度升高, 两相区减小.
。
UO
2 2
2(RH)
2
UO 2 (R 2H) 2
2H
要对pH,阴离子浓度,等都对萃取有影响,因此要做条件优化. PH<2。对其它金属杂质离子萃取系数都很小。
例子 2:从矿石中提取铀
2. 反萃
UO 2 (R 2H) 2 3Na2CO3 Na 4UO 2 (CO3) 3 2NaR 2H
2. 微分萃取过程
以各种塔为萃取设备的连续萃取过程。特点是设备紧凑,操作 简单,结构形式选择多;但易出现轴向返混,影响萃取效率。
单级萃取计算
1.物料衡算
A
原料液F xFA
萃余相R
xA
E
萃取剂S
萃取相E
E
zA
yA
F
M
由总物料衡算得
WF+WS=WE+WR=WM
由杠杆规则得
R R B
S
MF WS WF MS
萃取剂贵,但选择性高。
酸性络合体系
2. 烷基磷酸络螯合萃取剂
C2H5
CH3 CH2 CH2 CH2 CH CH2O OH pKa P
CH3 CH2 CH2 CH2 CH CH2O
O
C2H5
C2H5
CH3 CH2 CH2
CH2 CH
CH2O P
O+ H+
CH3 CH2 CH2 CH2 CH CH2O
如在体系中加入另一种萃取剂,起辅助萃取作用,该 萃取剂称为助萃剂。
液液萃取的分类和萃取剂
简单分子萃取
中性物质水相和有机相之间的物理分配。被 萃物在两相中以中性分子形式存在。溶剂与被萃 物没有化学结合
OsO4-H2O-CCl4 CCl4从水溶液萃取的是OsO4
液液萃取的分类和萃取剂
中性络合萃取
1. 被萃物是中性分子。 2. 萃取剂也是中性分子。 3. 萃取剂与被萃物生成中性络合物。 Re(NO3): Re 稀土元素 , 铼 TBP (磷酸三丁酯).
吡啶萃取Cu(NO3)2, Cu(NO3)2 –(Py)2.
液液萃取的分类和萃取剂
酸性络合体系
1. 萃取剂(螯合剂)是一弱酸(HL, HL2),即溶于水相也溶 于有机相。(有机相溶解度大,但分配与pH有关)。 2. 水相中金属离子以阳离子Mn+存在(MLx)。 3.水相中金属离子与酸形成螯合物MLx 。 4. 螯合物MLx难溶于水而易溶于有机相。 5.螯合反应为Mn+ +nL= Mn+Ln +nH+
萃取过程中的常用术语
1. 分配比 (partition coefficient) 达到萃取平衡时,被萃物在两相中的浓度比成为被萃
物的分配比,也称为分配系数。
D cA(o) c A(a )
其中,c A(o) 为被萃物A在萃取相中的浓度;cA(a) 为被萃
物A在被萃相中的浓度。注意:被萃物可能以多种形式存 在,这儿的浓度为各种形式的总和。
例子 2:从矿石中提取铀Dapex工艺
1. 用酸(或碱)将铀从矿石中浸出,铀在硫酸 浸出液中存在下列平衡
UO
2 2
SO24 UO2SO4
SO24 UO2
(SO4
)22
SO24
UO 2
(SO4
)34
用P204萃取,稀释剂为煤油, P204在煤油中以(RH)2存在
萃取过程主要用于分离和提取已经存在于液相中的某种物质,在 石油化工、湿法冶金、核工业、生化、食品、医药、轻工等领域被 广泛使用。
2、基本过程描述
搅拌
Extractant
•加料 •混合
混合液 A+B
萃取剂 (溶剂S)
•分相 • 反萃(纯化 和回收)
萃取相 (S+A)
Extract phase
萃余相 (B+A)
1、液液萃取在石油化工中的应用
•分离轻油裂解和铂重整产生的芳烃和非芳烃混合物 •用酯类溶剂萃取乙酸,用丙烷萃取润滑油中的石蜡 •以HF-BF3作萃取剂,从C8馏分中分离二甲苯及其同分异构体
2、在生物化工和精细化工中的应用
•以醋酸丁酯为溶剂萃取含青霉素的发酵液 •香料工业中用正丙醇从亚硫酸纸浆废水中提取香兰素 •食品工业中TBP(磷酸三丁酯)从发酵液中萃取柠檬酸
4.1.2 萃取剂的选择和常用萃取剂
2. 常用萃取剂
①中性萃取剂 包括含磷类、含氧类和含硫类重型 萃取剂,如磷酸三丁酯(TBP)、甲基异丁基酮(MIBK)、 二辛基亚砜(DOSO)等。
②有机酸萃取剂 等。
包括有机磷酸、有机磺酸、羧酸
③胺类萃取剂 各种有机胺和胺盐。
④螯合萃取剂 各种有机螯合物、冠醚等。
DA / DB 与相对挥发度一样,分离系数值越远离1,两 种物质越容易分离;反之则不容易。
萃取过程中的常用名词
4. 萃取剂,稀释剂,助溶剂,助萃剂
萃取相可以是一种纯的有机溶剂,但大部分是一种期 萃取作用的物质溶解在一种溶剂中。起萃取作用的是萃 取剂,溶剂为稀释剂。
此外,如果在一种溶剂中加入少量大的另一种溶剂以 促进萃取剂在溶剂中的溶解,此种溶剂就成为助溶剂。
Raffinate phase
混合液多为水相, 加入电解质 (盐析效应), 可降低溶质和有机相 在水相中溶解度.
影响萃取操作的因素:
a.
温度
温度↑互溶性增大; 温度↓产物稳定性提高,粘度增加,扩散性能减小。
b. pH值 影响分配系数,影响物质解离情况
c. 相比 d. 盐分
溶媒比=溶媒体积/萃取体积 溶媒比↑萃取效果↑溶媒回收费用↑
(R
2
H)
2
UO
2
SO
4
3
4NaCl
R3NH Cl (o)
UO 2SO 4
2Na
2SO 4
2. 用硫酸氨-氢氧化胺为反萃剂反萃取,如pH
= 3.5~4.5
(R
2H)
2
UO
2
SO
4
3
4NaOH
4R 3N UO 2SO4
2(NH
4 )2SO 4
H2O
液液萃取在工业上的应用
稀释剂为0.1mol/L P204, 0.1mol/L TBP.
TBP:1. 协萃作用。2. 提高NaR2H+在有机相中溶解。
例子 2:从矿石中提取铀(Amex工 艺)
1. 用酸(或碱)将铀从矿石中浸出,铀在硫酸 浸出液中存在下列平衡
UO
2 2
SO24 UO2SO4
SO24 UO2
盐分影响分配系数
e. 乳化程度 尽量破坏乳浊液,如轻度乳化,要加热过滤离心(热
敏物质不用加热);重度乳化,加SDS、溴化十五烷基 吡啶等去乳化剂。
萃取过程中的特点
1. 萃取过程为液液传质,比汽液传质要难。在萃取过程中, 两相应先进行紧密接触,完成传质,然后又需靠两相之 间的密度差或外界输入能量进行两相的分离。
LIX64 萃取铜离子 CuSO 4 2HR CuR 2 H2SO4
酸性络合体系
1. 螯合萃取剂
LIX64
CuSO 4 2HR CuR 2 H2SO4
含有酸性集团-OH和配位集团 C=N,金属离子除将萃 取剂中氢离子置换出来,还与萃取剂形成配位键,形 成一种具有环状结构的金属疏水性金属螯合物。
4.1.3 萃取过程中的常用名词
2. 相比
萃取体系中萃取相 V(o) 与 V(a) 被萃相的体积比称 为相比。
R V(o) /V(a)
在连续萃取过程中,通常用两相的流比取代相比。
r G/L G 为萃取相流量, L 为被萃相流量。
4.1.3 萃取过程中的常用名词