分离科学基础 形成螯合物的萃取
DIBK-P204体系萃取分离锆和铪的机理
。张茂良等
[22]
研 究 了 AB 类 协 萃 体 系
第 23 卷第 7 期
徐志高，等：DIBK-P204 体系萃取分离锆和铪的机理
2063
与 DIBK 的 C=O 基生成氢键缔合：
2
2.1
结果与讨论
萃取体系中的平衡分析 以M4+表示金属离子Zr4+或Hf4+；Ly−表示水相中的
[18]
1
实验
1.1 主要试剂和仪器 二异丁基酮(DIBK，工业级)由美国陶氏化学公司 提供；二−(2−乙基已基)磷酸(P204，工业级)由洛阳中 达化工有限公司提供；氧氯化锆(ZrOCl 2 ∙8H 2 O，工业 级 ) 由浙江升华拜克生物股份有限公司锆谷分公司提 供，ZrO 2 与HfO 2 的质量分数之和为 36.22%，其中， HfO 2 与(ZrO 2 +HfO 2 )质量之比为 2%~3%，Fe 2 O 3 的质 量分数为 0.000 7%，SiO 2 的质量分数为 0.002 3%；磺 化煤油(工业级)由北化永能化工有限公司提供；其他 化学试剂均为分析纯。 TLJ−2 型电动搅拌器由姜堰市天力医疗器械有限 公司生产；电感耦合等离子体光谱仪(Optima-5300dv ICP-AES)由美国 PE 公司生产；电感耦合等离子质谱 仪(Agilent 7500le ICP-MS)由美国 Agilent 公司生产； Nicolet Nexus 670 傅立叶变换红外−拉曼光谱仪由美 国 Thermo-fisher 公司生产。 1.2 实验方法 将DIBK与P204 按不同体积分数混合成的有机相 与水相置于分液漏斗中，没有特别说明，本实验均采 用油水相体积比V (O) /V (A) =2:1，振荡 20 min后，静置， 分相，用EDTA标准液滴定法测定萃取前后水相中锆 和铪离子的总浓度，用氢氧化钠标准液滴定法测定萃 取前后水相的酸度，用ICP-AES或ICP-MS法测定萃取 前后水相中铪的浓度，再用差减法分别计算有机相中 锆和铪离子的总浓度、锆离子和铪离子的浓度，依次 计算锆和铪的分配比。萃取前后的有机相采用傅立叶 变换红外−拉曼光谱仪进行红外吸收光谱测试。
分离科学基础-形成螯合物的萃取ppt课件
.
2
萃取平衡至少包括四个平衡过程：
HL 有
（1）
HL 水 （2）
MLn 有 （4）
nL
水
M
n 水
MLn
水
（3）
H
水
.
3
（1）萃取剂在水相和有机相中的分配平衡
HL有HL水
K
' D
[HL] [HL]
有 水
… … … …（1）
（2）萃取剂在水相中的离解平衡
H水 L L 水H水
Ka [H]水[L]水 … … … …（2） [HL水 ]
pH1B/2
2 nB
pH1A/2
2 nA
pH 1B/2pH 1A/2n2Bn2A
当 nA= 2, nB=2时：ΔpH1/2 2 nA= 2, nB=3时：ΔpH1/2 1.67 nA= 1, nB=1时：ΔpH1/2 4 nA= 1, nB=2时：ΔpH1/2 3 nA= 3, nB=3时：ΔpH1/2 1.3
A、B分离完全 的条件
A、B分离完全
.
14
例 Hg2+ 、 Sn2+ 、 Pb2+ 、 Cd2+共存，分离。 双硫腙为萃取剂，氯仿为萃取溶剂。
4、掩蔽剂的应用
.
15
§3.4 形成离子缔合物的萃取体系
离子缔合物(离子对化合物)：金属配离子与异性电荷 离子借助静电引力作用结合形成的不带电化合物。
特性： 疏水性，可被有机溶剂萃取。 离子半径越大，电荷越低，越易形成疏水 性离子缔合物。
浓度极低，和[ReO4-]比较可以忽略。
∴ D[(C6H[5R)4O A e4s]水 ROe4]有
整理得： DKDK K稳 D ' Ka[(6C H [5C )4A ]l水sC 有l]
萃取分离技术
§1.1 概述 §1.2 萃取分离法的基本原理 §1.3 形成螯合物的萃取体系 §1.4 形成离子缔合物的萃取体系 §1.5 提高萃取率及选择性的方法 §1.6 萃取分离法的应用
§1.1 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
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
丁二酮污（A)
Ni(H2O)62
2A
氨性 pH=9
NiA2
6H2O
2H
(疏水性，可溶于CHCl3)
任务：选择适当的萃取剂，在适当的条件下，促 使物质由亲水性向疏水性转化。
物质亲水性与疏水性强弱的规律： （1）凡是离子都有亲水性。
二 、溶剂溶解度的相似原理
结构相似的化合物易相互混溶，结构 相差大的化合物不易互溶。
三、 各类溶剂的互溶规律
液体分子间的作用力，有范德华分子引力和 氢键作用力两种，而氢键作用力比范德华引力 要强。
各类溶剂的互溶程度决定于形成氢键的数目和 强度。当两种液体混合后形成氢键的数目或强度比 混合前大时，则有利于互溶或增大溶解度；反之， 则不利于互溶或减小溶解度；在混合前后均无氢键 生成，则相互溶解度的大小决定于范德华引力大小， 即分子的偶极矩和极化率越大，则溶解度增大；反 之，溶解度减小。
两相中的平衡关系如下：
HAo
KD
HAw
Ka
H
w
Aw
KD
[HA]o [HA]w
Ka
[H ]w[ A ]w [HA]w
D
[
[HA HA]w
]o [ A
萃取化学原理与应用第二章、萃取剂与萃取体系
iV) 酸性双磷萃取剂 (焦磷酸酯R4P2O7及类似物) RO(OH)PO-X-OP(HO)OR (X=O、CH2、CH2-CH2) 二辛基甲基双磷酸 H17C8O(OH)PO-CH2-OP(OH)C8H17
子具有酸性，属于酸性含磷萃取剂；有下列4类： i) 磷酸二烷基酯：磷酸二(2-乙基己基)酯 (HDEHP or D2EHP，P204) (C4H9(C2H5)CHCH2O)2(OH)P=O 双十二烷基磷酸 (C12H25O)2(OH)P=O
第二章、萃取剂与萃取体系(5)
ii) 磷酸一烷基酯：H3PO4分子中有一个-OH被烷基化 十二烷基磷酸 (DDPA) C12H25O(OH)2P=O
条件：螯合物萃取剂的种类很多，并不是所有螯合物都可以作为螯合萃
取剂，只有那些能够生物螯合物、易溶于有机溶剂、不易溶于水相的螯合
物，才能够成为螯合萃取剂。
特点：i) 至少有两个或两个以上、能够与金属离子形成萃合物的反应性
与功能性基团；ii) 有适当长度的疏水基团；iii) 与金属离子能够形成非常稳
定的；iV) 在适当条件下，萃取选择性好、分离系数高、能够达到很高的萃
取率。
不足之处：形成的螯合物因为过于稳定而难以反萃，给分离与纯化带来
困难；价格较贵。
第二章、萃取剂与萃取体系(7)
A. 含氧螯合物萃取剂
i) β-二酮螯合物的萃取剂 R-CO-CH2-CO-R
HAA：乙酰丙酮 CH3-CO-CH2-CO-CH3
HTTA：2-噻吩甲酰三氟丙酮
疏水性螯合物固相萃取-原子吸收光谱法测定海水中5种重金属
疏水性螯合物固相萃取-原子吸收光谱法测定海水中5种重金属王增焕;王许诺;谷阳光;陈瑛娜【摘要】海水重金属的含量变化与分布特征受海洋中生物地球化学过程控制.海水重金属测定的难点在于海水盐度高且重金属含量低,需要进行分离、富集等样品前处理.常规前处理方法如溶剂萃取样品量大、操作繁琐,使用大量有机溶剂,对环境和操作者危害大;共沉淀法容易造成污染.本研究以吡咯烷基二硫代甲酸铵和二乙氨基二硫代甲酸钠为螯合剂,采用商品化的固相萃取柱,分离海水中的镉、铜、铅、镍和锌5种重金属,原子吸收光谱法测定其含量.结果表明:5种元素工作曲线的相关性较好(R>0.999),镉锌的线性范围分别为0~4 μg/L和0~100 μg/L,铅铜镍的线性范围为0~40 μg/L;检出限(μg/L)分别为0.02、2.6、0.06、0.18、0.3,方法精密度高(RSD<5%),加标回收率为93.8%~104%.本方法利用疏水性作用的固相萃取技术,实现了海水分析的绿色样品前处理.%The concentration and distribution of heavy metals in seawater are controlled by biogeochemical processes in the ocean.It is difficult to analyze accurately the concentrations of heavy metals in seawater due to the high salinity of seawater and low concentrations of heavy metals.Separation and preconcentration processes are needed.Conventional pretreatment methods include solvent extraction and coprecipitation.During solvent extraction, large volumes of seawater samples and organic solvents are used, complicating the procedure and endangering the environment and operator.The coprecipitation method can readily cause contamination of the analytes.In this study, the concentrations of 5 heavy metals, Cd, Cu, Ni, Pb and Zn in seawater weredetermined by Atomic Absorption Spectrometry after solid phase extraction of hydrophobic chelate with ammonium pyrrolidine dithiocarbamate and sodium diethyldithiocarbmate as chelatingagents.The results show that there is a good correlation (R>0.999) between the absorbance and concentration of Cd, Cu, Ni, Pb and Zn.The linear ranges of the working curve for Cd and Zn were 0-40 μg/L and 0-100μg/L, respectively, whereas the linear ranges for Pb, Cu, and Ni were 0-40μg/L.The detection limits (μg/L) of Cd, Zn, Pb, Cu and Ni were 0.02, 2.6,0.06, 0.18 and 0.3, respectively.The precision and recovery were less than 5% and 93.8%-104%, respectively.This method utilizes the hydrophobic interaction of solid phase extraction technology to realize the green sample pretreatment of seawater analysis.【期刊名称】《岩矿测试》【年(卷),期】2017(036)004【总页数】7页(P360-366)【关键词】海水;重金属;固相萃取;绿色分离技术;二硫代氨基甲酸盐;原子吸收光谱法【作者】王增焕;王许诺;谷阳光;陈瑛娜【作者单位】中国水产科学研究院南海水产研究所,农业部水产品加工重点实验室,广东省渔业生态环境重点实验室,广东广州 510300;中国水产科学研究院南海水产研究所,农业部水产品加工重点实验室,广东省渔业生态环境重点实验室,广东广州510300;中国水产科学研究院南海水产研究所,农业部水产品加工重点实验室,广东省渔业生态环境重点实验室,广东广州 510300;中国水产科学研究院南海水产研究所,农业部水产品加工重点实验室,广东省渔业生态环境重点实验室,广东广州510300【正文语种】中文【中图分类】P641;O657.31海水中重金属元素主要来源于大气沉降、地表径流输入、海底热液活动释放等，参与海洋中各种物理、化学和生物过程[1]，与海水中的水合氧化物胶体、颗粒物、有机物等配位体络合[2]，其含量变化、分布特征、物理和化学形态，是海洋地球化学研究的重要内容[3-4]。
萃取化学原理与应用第五章、螯合萃取体系和酸性萃取体系
组成。TG-DSC、IR、MS、(1H，13C) NMR、X-ray etc.
分离的方法：自然挥发法、变更溶剂法、重结晶法
4. 以HPBMP在硝酸溶液中萃取Pd(II)为例，说明萃取机理的确定方法
i) logD-log[Pd2+]：根据slope判断是单核还是多核萃合物; ii) 假设萃合物的组成为：Pd(PMBP)n • pH2O iii) H2O的配位数：利用Karl Fisher滴定的方法进行确认 iV) 假设萃取机理为：
的2倍时，可形成阴离子性螯合物。 如：NTA与Ca2+，可形成Ca(NTA)4-、Ca(NTA)-等。 Ca2+与EDTA，可形成Ca(EDPA)2-
第二节、酸性萃取体系的基本反应
1. 在两相之间的分配平衡
酸性萃取剂HA既能溶于有机相，也能溶于水相，它在两相之间有一定的 分配常数λ
HA(a)
HA(O)
wMn+(a) + yHA(a)
MwAy + yH+
Kex = [MwAy](O) [H+]y(a) / [HA]y(O) [Mn+]w(a)
D = [M](O) / [M](a) = w[MwAy(O) / [Mn+](a) = wKe[Mn+]w-1(a) [HA]y(O) / [H+]y(a)
OR
K2的数值随溶剂而不同而不同。 HDEHP：苯，K2=4000；CHCl3，K2=500； 这是由于CHCl3与HDEHP有缔合作用从而减少了HDEHP自身缔合成二聚 体的倾向。羧酸R-COOH在苯、CCl4、煤油等非极性溶剂中也有二聚作用。
萃取分离讲解 ppt课件
● 溶剂萃取 ● 索氏萃取（提取） ● 微波萃取
PPT课件
1
§4.1 溶剂萃取(Solvent extraction)
溶剂萃取是利用液-液界面的平衡分配关系 进行的分离操作。液液界面的面积越大，达 到平衡的速度也就越快。因此要求两相的液 滴应尽量细小化。平衡后，各自相的液滴还 要集中起来再分成两相。通常溶剂萃取指物 质由水相转入另一与水相不互溶的有机相后 实现分离的方法。
M n nHR有 MRn有 nH
Kex
[ MRn ]有 [ H ]n [ M ][ HR]n有
当萃取反应达到平衡时，金属离子在两相中的分
配比为：
[
D
[
CM ]有
[ MRn ]有
CM ]水 [ M n ] [ MRn ]
上式可进一步简化：
D
[ MRn ]有 [ M n ]
PPT课件
6
Ni2+
CH3 C N OH
+2
Ni(H2O)62+
CH3 C N OH
丁二酮肟
H
O
O
CH3 C N
N C CH3
Ni
CH3 C N
N C CH3
O
O
H
中和电荷
NiDx2/CHCl3
引入疏水基
萃取剂----“运载工具”
PPT课件
7
亲水性水合阳离子→中性疏水螯合物→ 萃入有机相
+
8-羟基喹啉
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28
索氏 (Soxhlet) 萃取器
常将试样置于索氏萃取器中，用 溶剂连续抽提，然后蒸出溶剂， 便可达到含量较原试样增加上百 倍的试液，有利于后续的测定。
分离科学基础 沉淀分离
17 1 . 2 10 [OH ] 1.1108 mol / L 0.1
若[Zn2+]=0.1mol/L
pOH = 8
pH = 6
[Zn2+]: 1.00~0.01mol/L
pH: 5.5~6.5
§2-1 无 机 沉 淀 剂 分 离 法 (4)、有机碱法
利用吡啶、六次甲基四胺等有机碱控制pH
第二章 沉 淀 分 离 法
定义： 通过沉淀反应把欲测组分分离出来；或者把共存的 组分共沉淀下来，从而达到分离的目的。 特点： 1、设备简单，操作方便； 2、沉淀法适应性比较强； 3、费时； 4、选择性比较差，分离不够完全。
第二章 沉 淀 分 离 法
沉淀的生成：
在含有金属离子Mm+的溶液中，加入含有沉 淀剂Xn-的另一溶液时，生成难溶性沉淀MnXm， 这时溶液中存在如下的平衡： nMm+ + mXn- →MnXm 体系达到平衡时，其平衡常数Ksp 称为溶度积， Ksp = [Mm+]n [Xn-]m
§2-1 无 机 沉 淀 剂 分 离 法
Cd2+在溶液中沉淀完全，[H+] ≤0.34mol/L 问题：[H+] ≤0.34mol/L时，Zn2+是否干扰？ 回答：Zn2+不干扰。
问题：[H+] 多大时，Zn2+开始沉淀？
回答： [H+] =0.19mol/L时，Zn2+开始沉淀。 结论： 控制溶液氢离子的浓度：0.19~0.34mol/L ，可以使 Cd2+与Zn2+分离完全。
§2-2 有 机 沉 淀 分 离 法 一、形成螯合物的沉淀剂
此类沉淀剂一般含有两种基团,
酸性基团:如-OH. –COOH. –SO3H等, 碱性基团:-NH2. =NH. =N-. =CO. =CS等.
氨基酸金属离子螯合物合成条件及测定方法的研究
氨基酸金属离子螯合物合成条件及测定方法的研究一、本文概述氨基酸金属离子螯合物是一类重要的生物无机化合物，具有广泛的应用价值，包括在医药、农业、食品、环境科学等领域。
这些化合物是由氨基酸分子中的羧基、氨基和侧链功能团与金属离子通过配位键形成的稳定结构。
由于氨基酸的种类繁多，以及金属离子的多样性，使得氨基酸金属离子螯合物的种类非常丰富，其合成条件及测定方法也具有独特性和复杂性。
本文旨在深入研究氨基酸金属离子螯合物的合成条件及测定方法。
我们将探讨不同氨基酸与金属离子形成螯合物的最佳反应条件，包括反应温度、pH值、反应时间、溶剂种类等因素对螯合物形成的影响。
我们将研究氨基酸金属离子螯合物的表征方法，如红外光谱、紫外光谱、核磁共振等，以及测定其稳定性、溶解性等物化性质的方法。
我们还将探讨氨基酸金属离子螯合物的生物活性及其潜在的应用价值。
通过本文的研究，我们期望能够为氨基酸金属离子螯合物的合成提供理论依据和技术支持，为其在各个领域的应用提供基础数据和实验依据。
我们也期望通过本文的研究，能够推动氨基酸金属离子螯合物领域的研究进展，为相关领域的学者和从业者提供有价值的参考信息。
二、氨基酸金属离子螯合物的合成条件研究氨基酸金属离子螯合物的合成是一个涉及多种因素的过程，包括反应温度、pH值、反应时间、氨基酸与金属离子的摩尔比等。
为了优化合成条件，本研究对这些因素进行了系统的研究。
反应温度对螯合物的形成有显著影响。
一般来说，适当的提高温度可以加速反应速率，但过高的温度可能导致反应失控或生成不稳定的副产物。
因此，我们在室温至沸腾温度范围内设置了多个温度点，观察其对螯合物生成的影响。
实验结果显示，在60-80℃的温度范围内，氨基酸与金属离子的螯合反应进行得较为顺利，产物的生成速度和纯度均达到较优水平。
pH值也是影响螯合物合成的重要因素。
氨基酸在不同pH值下具有不同的电离状态，这直接影响其与金属离子的配位能力。
我们通过调整反应溶液的pH值，观察其对螯合物生成的影响。
环境监测(第四版)习题解
30、根据重铬酸钾法和库仑滴定法测定COD的原理，分析 两种方法的联系、区别和影响测定准确度的因素。
重铬酸钾法原理：强酸溶液，用K2Cr2O7（定量且过量）氧化 水中还原性物质〈主要是有机物〉，两小时回流；过量的 K2Cr2O7，以试亚铁灵为指示剂，用 （NH4）2Fe(SO4)2 回滴， 消耗量为V1；同样条件下作空白实验，消耗亚铁铵标样为V0 。 再根据C亚铁铵计算CODCr，以O2的（mg/L）表示。
此螯合物在有机溶剂中的溶解度远大于在水中溶解度，
遵从分配定律，从而将被测组分从水样中分离出来。
有机物可直接用有机溶剂萃取。
9.简要说明用离子交换法分离和富集水样中阳离子 和阴离子的原理，各举一例。
原理：
某些树脂对于金属离子（或非金属离子）具 有较高的亲合力，对痕量元素吸附之后，用 酸洗脱吸，再分析测定。
仪器： 分光光度计、原子吸收仪。
对象： 微量测定、痕量测定。
21、现有四个水样，各取100ml，分别用0.0200 mol/L (1/2H2SO4)滴定结果列于下表，试判断水样中各存在何种碱度？ 各为多少（以CaCO3 mg/L表示）。
水样
A B C D
测定消耗H2SO4溶液体积/ ml
以酚酞为指示剂（P） 甲基橙为指示剂（T）
CO32- 碱度 = (C H2SO4V H2SO4M 0.5CaCO3 ×103 )/ V水样 =（0.020×28.00×50 ×103 ）/ 100 = 280 mg/L(CaCO3 )
HCO3- 碱度= (C H2SO4V H2SO4M 0.5CaCO3 ×103 )/ V水样 =（0.020×10.60×50 ×103 ）/ 100 = 106 mg/L(CaCO3 )
分离科学基础_形成螯合物的萃取
cM（有） cM（水）
[M
[MLn ]有 n ]水 [MLn
]水
MLn在水相中溶解度很小，与[Mn+]相比[MLn]可以忽略：
D
[MLn ]有 [Mn ]水
把(1).(2). (3).(4)式代入
整理得：
D
KD
n Kan
K
'n D
([[HHL ]]水有 )n
讨论：(1) 分配比与被萃取组分的浓度无关。
愈易溶于有机溶剂， KD愈大 萃取剂酸性愈强， Ka愈大 萃取剂愈易溶于水， KD’愈小
D增大有 利于萃取
选择萃取剂
萃取剂与萃取的离子形成螯合物稳定性好； 螯合物易溶于有机溶剂； 萃取剂本身酸性强； 萃取剂较易电离和较易溶于水。
2、 萃取溶剂的选择
选择萃取溶剂： 一般应使螯合物有较大的溶解度； 螯合剂有较小的溶解度； 溶剂的比重与水相差较大；粘度较小；易与原料液
（3）被萃取离子和萃取剂的螯合平衡
nL水
M
n 水
ML n水
n
[MLn]水 [Mn ]水[L ]水n
… … … …（3）
（4）生成的螯合物在水相和有机相中的分配平衡
MLn有 MLn水
KD
[MLn ]有 [MLn ]水
… … … …（4）
整个萃取过程的分配比：
D
有机相中的Mn的总浓度 水相中的Mn的总浓度
(2) 对于同一种被萃取组分、同一种溶剂
和萃取剂KD、n Ka KD'均为常数。
D
K
(
[HL]有 [H ]水
)n
EDTA-Fe及其它金属螯合物的自制法
EDTA-Fe及其它⾦属螯合物的⾃制法EDTA-Fe及其它⾦属螯合物的⾃制法现代⽆⼟栽培⽣产中⼀般均以螯合铁螯合铁来作为铁源，以解决⽆机铁源在营养液中由于受空⽓中氧⽓的氧化或营养液pH值的升⾼⽽失效的问题。
现介绍⽤硫酸亚铁或其它⽆机⾦属盐和⼄⼆胺四⼄酸⼆钠盐(EDTA-2Na)来⾃制EDTA-Fe或其它⾦属螯合物的⽅法。
⽤该⽅法制成的螯合铁螯合铁的价格较购买的固体EDTA-Fe来得低廉，⽽且有效性也很⾼。
⼀、0.05mol/L EDTA-Fe贮备液的配制配制1、先配制配制0.1mol/L EDTA-2Na溶液：称取⼄⼆胺四⼄酸⼆钠盐[(NaOOCH2)2.NCH2CH2.N.(CH2COOH)2.2H2O，EDTA-2Na]37.7g于1个烧杯中，加⼊600~700mL新煮沸放冷⾄60~70℃的温⽔，搅拌⾄完全溶解。
冷却后倒⼊1 000mL容量瓶中，加⼊新煮沸并放置冷却的⽔，摇均匀。
此溶液即为0.1mol/L EDTA-2Na溶液。
2、再配制配制0.1mol/L硫酸亚铁溶液：称取硫酸亚铁(FeSO4.7H2O)27.8g于⼀烧杯中，加⼊约600mL新煮沸放置冷却的⽔，搅拌⾄完全溶解，再倒⼊1 000mL容量瓶中，加⽔⾄刻度，摇匀。
此溶液即为0.1mol/L硫酸亚铁溶液。
3、将已预先配制配制好的0.1mol/L硫酸亚铁溶液和0.1mol/L EDTA-2Na溶液等体积混合，即可得到0.05mol/L EDTA-Fe贮备液。
该溶液含铁2 800mgFe/L。
⽣产上可按实际需要来加⼊。
⼆、其它⾦属螯合物的配制配制按下表分别称取⽆机⾦属盐，按上述的⽅法分别配制配制0.1mol/L EDTA-2Na和⾦属盐溶液，然后等体积混合，所得的溶液即为0.05mol/L⾦属螯合物溶液。
⾦属所⽤的⽆机⾦属盐类(注)配制1 000mL溶液所需⽆机⾦属盐⽤量(g)0.05mol/L⾦属螯合物溶液中⾦属含量(mg/L)名称分⼦式分⼦量铁硫酸亚铁FeSO4.7H2O278.0127.8Fe:2 792锰硫酸锰MnSO4.H2O169.0116.9Mn:2747锌硫酸锌ZnSO4.7H2O287.5428.8Zn:32.69铜硫酸铜CuSO4.5H2O249.6825.0Cu:3 177。
螯合物萃取体系的基本原理
螯合物萃取体系是一种分离和纯化化学物质的方法，通过使用螯合剂与待分离的物质在溶液中发生螯合反应，将螯合物从溶液中分离出来，实现对化学物质的分离和纯化。
螯合物萃取体系的基本原理包括：
1、螯合剂与待分离的物质发生螯合反应：螯合剂是一种能与待分离的物质发生螯合反应的化合物，螯合反应是指螯合剂与待分离的物质在溶液中发生的化学反应。
2、螯合物在溶液中的溶解度不同：螯合物在溶液中的溶解度与待分离的物质在溶液中的溶解度通常是不同的，这样就可以通过改变溶液的溶解度来分离螯合物。
3、螯合物萃取体系中使用两种不同的溶剂：螯合物萃取体系通常使用两种不同的溶剂，一种溶剂能够溶解螯合物，另一种溶剂不能溶解螯合物。
4、螯合物萃取体系中使用萃取器：螯合物萃取体系中通常使用萃取器来分离螯合物。
提高萃取率及选择性的方法
提高萃取率及选择性的方法一、提高螯合物萃取的萃取率及选择性的方法1．改变酸度根据萃取平衡方程，可以计算出不同价态金属离子的萃取率和分配比与pH的关系。
必须根据情况选择和控制酸度。
⑴酸度对中性配合萃取体系的影响在中性配合物萃取体系中，酸的浓度直接影响阴离子的浓度。
而由萃取平衡关系式可以看出，阴离子的浓度对萃取分配系数有重大影响。
⑵酸度对阴离子交换体系的影响由阳离子交换萃取的反应式：nHA(org) + Mn+== MAn(org) + nH+及分配系数与平衡常数的关系：lgD == lgK + nlg[HA](org) + npHH+每下降一个数量级，即pH每上升一个单位，则D上升10n倍，n为金属离子的价态。
由D=KD/(1+Ka/[H+]w) ，E=D/(D+V水/V有) 可以看出萃取率受酸度的影响，提高萃取率及其选择性必须控制好酸度。
2．金属浓度的影响当金属浓度很低时，金属的浓度对分配系数无影响。
因为在一般情况下，在D对K的关系式中不包括金属浓度项，但是，如果金属浓度很高，则萃取如有机相的金属浓度也很高，在初始萃取剂浓度不便的情况下，自由萃取剂浓度下降，因此，金属浓度的上升会导致分配系数的下降。
3．提高螯合剂浓度[HA]愈高，分配比D愈大。
这对于易水解金属离子的萃取是有利的。
4．有机溶剂选择螯合剂在有机溶剂中溶解度愈高，其分配比也愈大。
对大多数配位数和氧化数都已满足的中性螯合物而言，溶剂的影响并不太重要。
一般可以使用CHCl3、苯、醇、酮等低介电常数有机溶剂。
对于配位数未饱和的螯合物萃取，有机溶剂的适用性按以下次序排列：醇类＞酮类＞混合醚＞简单醚＞烃类的卤化衍生物＞烃类。
5．温度的影响温度的变化对金属的分配有较大的影响。
由热力学公式：dlnK/d T = ∆H/RT2如果萃取是放热反应，即∆H为负，则随着温度的上升，萃取平衡常熟K下降，同时分配系数也下降。
反之，∆H为正，即吸热反应，则随着温度的上升，分配系数也上升。
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二、萃取条件
1、萃取剂的选择
n K D βn K a [HL]有 n D ( ) 'n KD [H ]水
形成螯合物愈稳定， 愈易溶于有机溶剂， 萃取剂酸性愈强， 萃取剂愈易溶于水，
n愈大
KD愈大 Ka愈大 KD’愈小 D增大有 利于萃取
萃取剂与萃取的离子形成螯合物稳定性好； 螯合物易溶于有机溶剂； 选择萃取剂 萃取剂本身酸性强； 萃取剂较易电离和较易溶于水。
E=50%
lgK*’= -npH1/2
lgE - lg(100-E) = npH - npH1/2
通常可以用萃取曲线中各种金属离子的pH1/2的大小 判断能否分离完全。 如何判断？ 组分A、B，当A被萃取99%时，B被萃取1%，即可认 为A、B分离完全。
2 E A 99%时，pHA pH nA
整理得：
n K D n K a [HL]有 n D ( ) 'n KD [H ]水
讨论：(1) 分配比与被萃取组分的浓度无关。
(2) 对于同一种被萃取组分、同一种溶剂
和萃取剂KD、n Ka KD'均为常数。
[HL]有 n DK ( ) [H ]水
(3) 若有机相中萃取剂的浓度一定
[H ]水 [L ]水 Ka [HL] 水
… … … …（2）
（3）被萃取离子和萃取剂的螯合平衡
n nL M水 MLn水 水
[MLn] 水 n n n [M ]水 [L ]水
… … … …（3）
（4）生成的螯合物在水相和有机相中的分配平衡
MLn有 MLn水
[MLn ]有 KD [MLn ]水
K D K 稳 K a [(C6 H 5 ) 4 AsCl]有 整理得： D ' KD [Cl ]水
§3.5 提高萃取率及选择性的方法
自学、查资料、写小论文。
引言
一、提高螯合物萃取的萃取率及选择性的方法
1．改变酸度 3．有机溶剂选择 5．选择掩蔽剂 7．反萃取 9．利用萃取速率的差异 盐析作用 2．提高螯合剂浓度
2、 萃取溶剂的选择
选择萃取溶剂： 一般应使螯合物有较大的溶解度； 螯合剂有较小的溶解度； 溶剂的比重与水相差较大；粘度较小；易与原料液 相分层、 毒性、挥发性较小。 萃取容量大.
3、 酸度的选择D K [H ]来自' n 水
溶液的pH增大，D增大， 萃取完全。
萃取率与[H+]关系：
A、B分离完全
例 Hg2+ 、 Sn2+ 、 Pb2+ 、 Cd2+共存，分离。
双硫腙为萃取剂，氯仿为萃取溶剂。
4、掩蔽剂的应用
§3.4 形成离子缔合物的萃取体系
离子缔合物(离子对化合物)：金属配离子与异性电荷 离子借助静电引力作用结合形成的不带电化合物。 特性： 疏水性，可被有机溶剂萃取。 离子半径越大，电荷越低，越易形成疏水 性离子缔合物。 例：用氯化四苯胂为萃取剂萃取铼酸根离子。 以氯化四苯胂（[(C6H5)4AsCl]为萃取剂，与铼酸根 离子(ReO4-)形成一种难溶于水的离子缔合物(C6H5)4As ReO4，可用CHCl3萃取。
A 1/2
2 EB 1%时，pHB pH nB pHB pHA 2 2 B A pH1/2 pH1/2 nB nA
B 1/2
2 2 pH pH nB n A
B 1/2 A 1/2
A、B分离完全 的条件
当 nA= 2, nB=2时：ΔpH1/2 2 nA= 2, nB=3时：ΔpH1/2 1.67 nA= 1, nB=1时：ΔpH1/2 4 nA= 1, nB=2时：ΔpH1/2 3 nA= 3, nB=3时：ΔpH1/2 1.3
… … … …（4）
整个萃取过程的分配比：
有机相中的M n的总浓度 cM（有） D n 水相中的M 的总浓度 cM（水）
[MLn ]有 [M n ]水 [MLn ]水
MLn在水相中溶解度很小，与[Mn+]相比[MLn]可以忽略：
[MLn ]有 D [M n ]水
把(1).(2). (3).(4)式代入
萃取曲线
（1）溶液的pH增大，E%增大， 萃取完全。 （2）三条曲线形状与斜率完全一样。 （3）三种不同的螯合物开始被萃取时的pH及 萃取完全时的pH不同。 （4）金属离子分离完全的酸度条件？ 一般E=50%的pH值来表征萃取曲线， 此时的pH用pH1/2表示。
lgE - lg(100-E) = lgK*’ + npH
4．萃取温度
6．利用协同萃取 8．改变元素价态
二、提高离子缔合物萃取率及选择性的方法
§3.6
萃取分离法的应用
一、萃取分离干扰物质 一种是将干扰物质从试液中萃取除去。 另一种是用有机溶剂将欲测定组分萃取出来而 与干扰物质分离。 二、萃取光度法 将萃取分离与光度分析两者结合在一起进行。 常用的是螯合物萃取比色和离子缔合萃取比色。 三、萃取与其它仪器配合使用，起到分离富集被 测组分的目的。
萃取平衡至少包括四个平衡过程：
HL有 （1） HL水 （2）
MLn 有 （4）
（3）
n nL M 水 MLn水 水
H水
（1）萃取剂在水相和有机相中的分配平衡
HL有 HL水 [HL]有 ' KD … … … …（1） [HL]水
（2）萃取剂在水相中的离解平衡
HL水 L H水 水
§3.3
形成螯合物的萃取体系
一、萃取平衡
二、萃取条件
§3.3 形成螯合物的萃取体系
螯合物是一种金属离子与多价配位体形成的具有环状 结构的配合物，难溶于水而易溶于有机溶剂。 螯合物萃取就是利用金属鳌合物这一特性进行分离。 一、萃取平衡 萃取剂一般是有机弱酸（HR)
萃取平衡：Mn+水 + nHR有= MRn有 + nH+水
设V有=V水
D E% 100 D 1
D K *[H ]n
E D K *[H ] n 100 E
lg E lg(100 E ) lg K *'npH
以pH—横坐标 E—纵坐标
萃取曲线
例：用氯仿为溶剂，用0.1mol/L8-羟基喹啉为萃 取剂，萃取Ga3+、In3+、Al3+
常用萃取体系及应用实例
四、萃取在制药工业和有机物提取中的应用 五、溶剂萃取在食品科学研究和食品工业中的应用
题目
• • • • • • • • • • • • • 1.超临界萃取原理 2.胶束萃取 3.浊点萃取 4.固相萃取原理 5.微波萃取 6.膜萃取 7.超声波萃取 8.离子液体萃取 9. 固相萃取的应用 10. 超临界萃取的应用 11.在线分离的发展趋势 12.分离富集在食品分析中的应用 13.分子印迹聚合物在固相萃取的优势
2
(C6 H 5 ) 4 As 水 Cl 水
离解
萃取过程达到平衡后，整个过程的萃取比：
D 有机相cRe O
4
水相cRe O
4
[(C6 H 5 ) 4 AsReO4 ]有 [Re O ]水 [(C6 H 5 ) 4 As Re O 4 ]水 4
∵ (C6H5)4As ReO4难溶于水，它在水溶液中 浓度极低，和[ReO4-]比较可以忽略。 [(C 6 H 5 ) 4 AsRe O4 ]有 D ∴ [Re O ]水 4
ReO4-水 + (C6H5)4AsCl有 ⇄ (C6H5)4As ReO4有 + Cl-水
(C6 H 5 ) 4 AsReO4 （有）
4
KD’ (C6 H 5 ) 4 AsReO4 （水） ReO 水 4
3 K稳
(C6 H 5 ) 4 AsCl （有）
1 KD
(C6 H 5 ) 4 AsCl （水）