液相微萃取在分析化学中的应用

小学期论文

题目：液相微萃取在分析化学中的应用

学生姓名：许婷婷

学生学号：09306008

学院名称：化学与生命科学学院

专业名称：化学（师范）

指导教师：朱永春教授

二○一一年九月

液相微萃取在分析化学中的应用

许婷婷

沈阳师范大学沈阳 100034

【摘要】

本文主要围绕液相微萃取在分析化学中的应用来展开讨论，分别介绍了液相微萃取的含义、萃取方式、基本理论、影响因素以及液相微萃取的应用。以液相微萃取在不同性质的分析物中所表现出来的特征，来选择合适的液相微萃取方式最后达到满意的效果，具有现实意义。

【关键词】浸没式液相微萃取顶空液相微萃取液一液微萃取溶剂棒微萃取分析化学

引言

对于环境样品而言，其最大的特点就是成分组成复杂、不同成分含量差别大，而需要分析监测的通常是其中的微量、痕量物质。随着社会的发展，人们对于水中有机物污染物的关注不断提高，感兴趣的目标物也不断增加，而且要求分析微量或者痕量级别的污染物，对于分析的技术和分析的仪器的要求相对比较高。面对日益复杂的分析目标物，进行ms/L 数量别的样品分析往往无法直接使用分析仪器直接分析，这时就需要引进一种新的技术。

而液相微萃取是一种新的样品前处理技术。它能满足对实验精确度和准确性的要求，是一种合适、方便、快捷、廉价的对于分析化学以后研究起着至关重要作用的前沿技术。

1．液相微萃取的概述

1．1液相微萃取的定义

液相微萃取[1]是一种新的样品前处理技术，它是在液—液微萃取的基础之上发展起来的技术。它比传统的液—液微萃取技术有着更高的灵敏度和更佳的富集效果。它是集采样、萃取、浓缩一体，并且更加的廉价和方便。由于它对环境没有产生危害，所以它还是一项环境友好的新技术，特别适合于对环境中微量污染物的监测。

1．2液相微萃取的发展史

液相微萃取是1996年发展起来的一种新型的样品前处理技术，最初是由Jeannot和Cantwell提出的[2]。

2液相微萃取的萃取方式

考虑到液相微萃取中分析物的物理性质和化学性质的差异，萃取剂样品的性质与实验环境的影响，液相微萃取的萃取方式也就有所不同。大体上分为：浸没式液相微萃取、顶空液相微萃取、液相微萃取—后萃取和溶剂棒微萃取等四种方式。

2．1浸没式液相微萃取(I一LPME)

对于不挥发、半挥发的分析物可以采用浸没式液相微萃取，即直接利用悬挂在色谱微量进样器针头或包含在针尖中空纤维膜中的有机溶剂对溶液中的分析物直接进行萃取的

方式。这种方式一般比较适用于萃取比较洁净的液体样品。

2.2顶空液相微萃取(HS一LPME)

对于挥发性强的分析物可以采用顶空液相微萃取方式，它是将萃取剂悬于样品上部空间的方法。在顶空液相微萃取中主要包含三项：有机溶剂、液上空间和样品。分析物在三项中的化学势是推动分析物从样品进入有机液滴的推动力，可以通过不断搅拌样品中的分析物所产生的新表面积来加强这种推动力。

在气相中，分析物具有较大的扩散系数，挥发性化合物在液上空间的传质速度非常快。挥发性化合物从水中到液上空间再到有机溶剂比从水中直接进入有机溶剂的速度快得多。

2.3液—液微萃取(LLLPME)

对于苯胺、苯酚类在溶液中的存在状态与溶液中的PH值有关的分析物可以采用液—液微萃取的形式。液—液微萃取又称液相微萃取/后萃取，其过程是通过样品中的分析物首先被萃取有机溶剂中，接着又被萃取到受体里[3，4]。这种方式一般适用于富集效率不是很高的分析物，需要通过后萃取来进一步提高富集效率。

如在对苯胺类化合物进行萃取时，需要通过调节溶液中的PH值来使苯胺类化合物以分子形式存在，那么它们在溶液中的溶解度就会减少，在搅拌时苯胺类化合物会被萃取到有机溶液中，再通过调节溶液中的PH值至酸性，就可以把苯胺类化合物从有机溶剂中进一步浓缩到富集效率更强的酸性溶液中。

2.4溶剂棒微萃取(SBME)

对于比较浑浊、难以进行澄清的样品溶液可以采用溶剂棒微萃取方式。溶剂棒微萃取是一种刚出现的新的萃取方式。这种萃取技术是利用将一定量的有机溶剂封装在一段多孔膜的中空纤维中做成溶剂棒，然后直接将溶剂棒放入样品溶液中进行搅拌。萃取一定时间后取出，将溶剂棒一端去除封口后，把微量进样器直接插入其中吸取萃取剂后进行监测[5]。

这种萃取方式的优点就是由于在中空纤维膜的保护下，可以加大萃取剂的用量，萃取剂与样品溶液的表面积可以得到提高，萃取时间可以延长，这样就能提高分析结果的灵敏度和准确性。

3.液相微萃取的基本理论

平衡萃取理论[6]

液相微萃取萃取过程是一个基于分析物在样品(水相)及有机溶萃取剂(有机相)之间平衡分配的过程。由于分析物在水与有机溶萃取剂之间存在这一定的分配系数，因此，当不含有分析物的有机萃取剂置于含有分析物的样品水溶液后，样品中分析物即不断扩散至有机萃取剂中，直到实现分配平衡或萃取过程被终止。

3.1浸没式液相微萃取的基本理论

对于浸没式液相微萃取体系，当系统达到平衡时，有机溶剂中所萃取的分析物的萃取量n由下式计算确定：

(1)

式中

●n—萃取剂最终萃取到的有机物质量

●K odw—分析物在样品与萃取剂之间的分配系数

●V d一萃取剂的用量

●V s—样品的体积

●C o—样品中分析物的初始浓度

3.2顶空液相微萃取的基本理论

对于顶空液相微萃取体系，当体系达到平衡后，有机萃取剂中分析物的萃取

可按下式计算：

(2)

式中

●K hs一分析物在顶空与样品之间的分配系数

●V h—样品顶空的体积

对于液相微萃取/后萃取体系，当体系达到平衡后，受体中分析物的萃取量n可按下式计算：

(3)

式中

●K a/d一分析物在受体与给体之间的分配系数

●K org/d一一分析物在有机溶剂和给体之间的分配系数

●V a—受体体积

●V org一-有机溶剂体积

从(l)、(2)和(3)式中可以看出，平衡时有机萃取剂(或受体)中所萃取到的分析物的量与样品的初始浓度呈线性关系。

3.3液—液微萃取的基本理论

液相微萃取来源于液液萃取，因此对于液相微萃取萃取过程的瞬态分析基于液液萃取基本理论，液液萃取的速率方程如下: