分离科学基础-形成螯合物的萃取ppt课件
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《萃取分离法》PPT课件
萃取体系的分类基于组分萃取到有机相的形式分类中性配合萃取体系简单分子萃取体系阳离子交换萃取体系螯合萃取体系离子缔合萃取体系协同萃取体系其他萃取体系如高温萃取体系6121中性配合萃取体系1特点被萃取物在水相中以中性分子形式存在萃取剂也是中性分子含有适当配位基团被萃取物与萃取剂形成中性配合物如
第六章 chapter 6
（5）温度的影响
看萃取反应吸热还 是放热。
温度对TBP萃取铀 影响见右图
（6）杂质离子的影响
如：水相中存在能与 金属离子配位的阴 离子，会抑制（减 弱）萃取配合物的 生成
（7）萃取剂的影响
萃取剂的结构和性质直接影响其与金属离子的配位。
（8）稀释剂的影响
稀释剂：加入有机相中起溶解萃取剂、减小有机相粘度、抑 制乳化等作用的惰性溶剂。 稀释剂影响萃取剂的聚合，且可能与萃取剂形成氢键。
Walther Nernst
20世纪40年代以后，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
溶剂萃取法的优缺点
优点
• 仪器设备简单，操作方便； • 分离选择性高； • 应用范围广：无机物、有机物；大量、微量组分富集。 • 处理量大，适合工业规模分离，易于实现连续自动操作。
85.00
热力学分配平衡常数K0
K 0 org [ A]org org KD也称（萃取aq ）分[配A]系aq 数 aq
KD
org aq
2. 分配比
当溶质在某一相或两相中发生离解、缔合、配位或离子聚集
现象时，同一溶质在同一相中就可能存在多种形态。
如：OsO4在CCl4/H2O体系中分配时：
含磷萃取剂（B）
TBP
BDBP
TOPO
单独含磷萃取剂的分配比 DB 单独P204萃取剂的分配比 DP204 混合萃取剂的分配比 D协同 协萃系数 R
第六章 chapter 6
（5）温度的影响
看萃取反应吸热还 是放热。
温度对TBP萃取铀 影响见右图
（6）杂质离子的影响
如：水相中存在能与 金属离子配位的阴 离子，会抑制（减 弱）萃取配合物的 生成
（7）萃取剂的影响
萃取剂的结构和性质直接影响其与金属离子的配位。
（8）稀释剂的影响
稀释剂：加入有机相中起溶解萃取剂、减小有机相粘度、抑 制乳化等作用的惰性溶剂。 稀释剂影响萃取剂的聚合，且可能与萃取剂形成氢键。
Walther Nernst
20世纪40年代以后，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
溶剂萃取法的优缺点
优点
• 仪器设备简单，操作方便； • 分离选择性高； • 应用范围广：无机物、有机物；大量、微量组分富集。 • 处理量大，适合工业规模分离，易于实现连续自动操作。
85.00
热力学分配平衡常数K0
K 0 org [ A]org org KD也称（萃取aq ）分[配A]系aq 数 aq
KD
org aq
2. 分配比
当溶质在某一相或两相中发生离解、缔合、配位或离子聚集
现象时，同一溶质在同一相中就可能存在多种形态。
如：OsO4在CCl4/H2O体系中分配时：
含磷萃取剂（B）
TBP
BDBP
TOPO
单独含磷萃取剂的分配比 DB 单独P204萃取剂的分配比 DP204 混合萃取剂的分配比 D协同 协萃系数 R
分离科学基础 形成螯合物的萃取
n D K ' [H ]水
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
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
生化分离工程2萃取分离(1)幻灯片PPT
3
2.1 溶剂萃取
▪ 分配定律
▪ 在溶剂萃取过程中，将供提取的溶液称为料液；从料 液中待提取的物质称为溶质；用来萃取目的产物的溶 剂称为萃取剂；溶质转移到萃取剂中与萃取剂形成的 溶液称为萃取液；被萃取出溶质后的料液称萃余液。
▪ 平衡时溶质在两相中的浓度之比为一常数K，即：
K ＝ 萃取相浓度/萃余相浓度＝ c1／c2
▪ 多级错流萃取流程：
1－φ＝1－[1／(E1＋1)(E2＋1)…(En＋1)] (2-8) ▪ 多级逆流萃取流程：
2005-3-21 1－φ＝(En＋1－E)／(En＋1－1)
(125 -
▪ 例1：赤霉素在10℃、pH值2.5时的分配系数(乙
酸乙酯／水)为35，用等体积乙酸乙酯单级萃取一 次问理论收得率为多少？
② 两相完全不互溶，在分离器中能完全分离。
▪ 设K为分配系数，VF为料液体积，VS为萃取剂体积，E 为萃取因子(extraction factor)即萃取平衡后，溶质在 萃取相与萃余相中质量的比值，则：
E＝K·VS／VF＝K／m
(2-5)
▪ 式中 m＝VF／VS＝料液体积／萃取剂体积
▪ 令未被萃取的体积分数为φ，则：
▪ 两相中的游离酸分子的分配平衡用分配系数K0表征 ▪ 电离平衡用电离常数KP来表征。
2005-3-21
图2-1 青霉素的分配平衡与电离平衡
5
▪ K0和KP是客观存在的，但一般测定得到的是
[P·COOH＋P·COO－]的总浓度c2，在这种情
况下，
c1／c2＝K
这里的K称之为表观分配系数。而K和K0、 KP的关系式可经理论推导如下：
度太高而限制了它们的应用。PEG和Dex因其无毒
2005-性3-21和良好的可调性而得到广泛应用。
生物分离工程-第五章-萃取技术PPT课件
mCl
[R Cl - ] [Cl - ]
则
mAKeC mlCl1[H K 2][K H 1 K ]2 21
43
-化学萃取平衡之分配平衡（2）
二（2－乙基己基）磷酸萃取氨基酸为例，其所对应的离 子交换反应
A2(H2RA ) R(3H H R )
KeH[A[AR]([(HH3R]R[2)H])]
氨基酸的表观分配系数为
6
生物产品萃取根据分子量大小划分
小分子类 化合物相对分子量约小于1000，如氨基酸、 抗生素、维生素、有机酸等，采用有机溶 剂萃取
大分子类 相对分子量大于1000，如酶，抗体，蛋白 质等，有机溶剂不适用，可选用反胶团萃 取、双水相萃取等
7
工业上生产青霉素
大多采用醋酸丁酯为萃取剂，pH=1.8～2.2， 相比VO/VW=1/2～1/2.5，温度5℃，反萃取过 程采用碳酸氢钾或碳酸钾水溶液为反萃取剂。
A
A+
A+
AA+
A AClA
有机相
R+Cl-
RR++CA-l-
R+Cl-
R+Cl-
R+Cl-
42
化学萃取平衡之分配平衡
季胺盐萃取氨基酸为例，其所对应的离子交换反应
R C lA R A -C l
[RA-][Cl- ] KeCl [RCl- ][A- ]
氨基酸和氯离子对应的表观分配系数分别为
[R A- ] mA cA
51
2、双水相形成
当两种高分子聚合物之间存在相互排斥作 用时，即一种分子周围将聚集同种分子而 排斥异种分子，则在达到平衡时，就形成 分别富含不同聚合物的两相 。
螯合物ppt课件
螯合物在分析化学中的应用
在光谱分析中的作用
形成配合物
螯合物可以与金属离子形成配合物，改变金属离 子的光谱特征，使其更容易被检测和分析。
提高灵敏度
螯合物的形成可以降低光谱散射和背景干扰，提 高分析的灵敏度和准确性。
增加选择性
某些螯合物具有特殊的光谱特征，可以用于区分 不同的金属离子，增加分析的选择性。
通过离心、过滤、蒸馏等 方法将生成的螯合物与其 他反应物分离，并进行纯 化。
影响因素与优化
配体与金属离子的匹配程度
不同的配体与金属离子形成的螯合物稳定性不同，因此需要根据 目标螯合物的稳定性要求选择合适的配体和金属离子。
反应条件
反应温度、压力、时间等条件都会影响螯合物的合成与制备效率， 因此需要根据实际情况进行优化。
。
农业领域
一些螯合物可以作为农药和肥 料，提高农作物的产量和品质 。
环境领域
螯合物可用于水处理、土壤修 复等领域，如利用螯合物去除 重金属离子等污染物。
工业领域
螯合物可用于催化、电镀、印 染等领域，如利用螯合物作为
催化剂加速化学反应。
02
螯合物的合成与制备
合成方法
01
02
03
配体设计
根据目标螯合物的结构特 点，选择合适的配体进行 设计。
生物医药领域
研究螯合物在药物输送、诊断和治疗方面的应用，提高疗效和降低 副作用。
环境领域
开发用于水处理、土壤修复和环境保护的螯合物。
未来发展的挑战与机遇
挑战
随着科技的快速发展，对螯合物的性能和功能要求越来越高，需要不断研究和 创新。
机遇
随着绿色合成、高通量合成和组合合成等技术的发展，可以发现更多新的螯合 物，并应用于更多领域。
在光谱分析中的作用
形成配合物
螯合物可以与金属离子形成配合物，改变金属离 子的光谱特征，使其更容易被检测和分析。
提高灵敏度
螯合物的形成可以降低光谱散射和背景干扰，提 高分析的灵敏度和准确性。
增加选择性
某些螯合物具有特殊的光谱特征，可以用于区分 不同的金属离子，增加分析的选择性。
通过离心、过滤、蒸馏等 方法将生成的螯合物与其 他反应物分离，并进行纯 化。
影响因素与优化
配体与金属离子的匹配程度
不同的配体与金属离子形成的螯合物稳定性不同，因此需要根据 目标螯合物的稳定性要求选择合适的配体和金属离子。
反应条件
反应温度、压力、时间等条件都会影响螯合物的合成与制备效率， 因此需要根据实际情况进行优化。
。
农业领域
一些螯合物可以作为农药和肥 料，提高农作物的产量和品质 。
环境领域
螯合物可用于水处理、土壤修 复等领域，如利用螯合物去除 重金属离子等污染物。
工业领域
螯合物可用于催化、电镀、印 染等领域，如利用螯合物作为
催化剂加速化学反应。
02
螯合物的合成与制备
合成方法
01
02
03
配体设计
根据目标螯合物的结构特 点，选择合适的配体进行 设计。
生物医药领域
研究螯合物在药物输送、诊断和治疗方面的应用，提高疗效和降低 副作用。
环境领域
开发用于水处理、土壤修复和环境保护的螯合物。
未来发展的挑战与机遇
挑战
随着科技的快速发展，对螯合物的性能和功能要求越来越高，需要不断研究和 创新。
机遇
随着绿色合成、高通量合成和组合合成等技术的发展，可以发现更多新的螯合 物，并应用于更多领域。
萃取分离技术推荐课件
= 10-2/(1+3×10)=3.22×10-4mol/L
E= D/(D+V水/V有) =3/(3 + 100/1000)=96.8%
2021/8/22
22
（3）E由D、V水/V有决定， D￪ 、V水/V有￬， E￪
（4 ）连续萃取
连续萃取：溶质经一次萃取后，分离两相，再用 新鲜的有机溶剂萃取剩余在水相中的溶质，再 分离，如此反复。
C0V水
若V有=V水 C1V水 C0VD 水有 VV水V有V 有 D1C 0D111C0
2021/8/22
24
萃取二次，平衡时：水溶液中A总浓度C2
同理
C 2C 1(1 1D )C 0(1 1D )2112 C 01
萃取三次，平衡时：水溶液中A总浓度C3
C 3C 2(1 1D )C 0(1 1D )3113C 0 31
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
E A在A在有两机相溶中剂的中总的含总量含 10量 0%
C有V有
D
100%
C V C V 2021/8/22 有 有
(萃合物)。
3、萃取液和萃余液
萃取分层后的有机相称为萃取液，此时的水
相为萃余液。
2021/8/22
2
4、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。
5、萃取溶剂 指与水不相混溶且能够构成连续有机相的液体。
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。 例：磷酸三丁酯，正丁醇等。
E= D/(D+V水/V有) =3/(3 + 100/1000)=96.8%
2021/8/22
22
（3）E由D、V水/V有决定， D￪ 、V水/V有￬， E￪
（4 ）连续萃取
连续萃取：溶质经一次萃取后，分离两相，再用 新鲜的有机溶剂萃取剩余在水相中的溶质，再 分离，如此反复。
C0V水
若V有=V水 C1V水 C0VD 水有 VV水V有V 有 D1C 0D111C0
2021/8/22
24
萃取二次，平衡时：水溶液中A总浓度C2
同理
C 2C 1(1 1D )C 0(1 1D )2112 C 01
萃取三次，平衡时：水溶液中A总浓度C3
C 3C 2(1 1D )C 0(1 1D )3113C 0 31
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
E A在A在有两机相溶中剂的中总的含总量含 10量 0%
C有V有
D
100%
C V C V 2021/8/22 有 有
(萃合物)。
3、萃取液和萃余液
萃取分层后的有机相称为萃取液，此时的水
相为萃余液。
2021/8/22
2
4、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。
5、萃取溶剂 指与水不相混溶且能够构成连续有机相的液体。
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。 例：磷酸三丁酯，正丁醇等。
萃取分离讲解PPT课件
工艺条件的优化
总结词
工艺条件对萃取分离效果具有重要影响，优化工艺条件可以提高分离效率和纯 度。
详细描述
通过实验确定最佳的萃取温度、压力、搅拌速度和时间等工艺参数。根据实际 情况调整工艺条件，以实现高效、低能耗的分离过程。
新型萃取分离技术
总结词
随着科技的发展，新型萃取分离技术不断涌现，为复杂体系的分离提供了更多选 择。
压力
压力对液体的沸点和相平衡有影响，进而影响萃取分离效 果。加压可以提高萃取剂的溶解度，但也可能增加设备投 资和操作成本。
停留时间
萃取剂在料液中的停留时间也会影响分离效果，过短的停 留时间可能导致萃取不充分，而停留时间过长则可能引起 逆向扩散和萃取剂的损失。
料液的性质
浓度与组成
料液中目标物质的浓度和组成直接影 响萃取分离的效率和经济性。浓度越 高，分离效果通常越好，但也可能导 致萃取剂用量增加。
萃取分离讲解
目录
• 萃取分离简介 • 萃取分离过程 • 萃取分离设备 • 萃取分离的影响因素 • 萃取分离的优化与改进 • 萃取分离案例分析
01
萃取分离简介
定义与原理
定义
萃取分离是一种利用物质在两种不混 溶液体中的溶解度差异，将目标物质 从一种溶剂转移到另一种溶剂中的分 离技术。
原理
基于不同溶剂对目标物质的溶解度不 同，通过选择适当的溶剂，使目标物 质在两相之间进行有效的转移和分离。
萃取剂的密度和粘度对分离 效果也有影响，密度差异有 助于相的分离，而粘度过高 可能导致流动性能降低。
工艺条件
温度
温度对萃取分离过程的影响显著，温度升高通常能提高传 质速率，但也可能导致萃取剂分解或料液中物质的热分解 。
搅拌强度
第二章 第五节 酸性络合和螯合萃取 化学与化学工程 分离技术 教学课件
第五节 酸性络合和螯合萃取
一、螯合萃取
螯合萃取剂的特点：多官能团的有机弱酸，其
结构中含有两种官能团。
酸性官能团 －OH
配位官能团
N
SH
CS
NOH
CO
（一）螯合萃取平衡
螯合萃取的总反应可表示为： Mn+ +n HA（有）
萃取平衡常数为：
MAn（有）+nH+
例如，从含NaCl的HCl溶液中用PMBP的
[HA]O n D K D n ( ) ( ) K D ( HA ) [H ]
n
Ka
分配比和有机相中螯合剂浓度的n次方成正比，所以有时可 以通过提高螯合剂的浓度来提高萃取率。一般萃取剂的浓度 总是过量的。 但在实际工作中，考虑螯合剂浓度的提高不如pH值的提高 来得方便有利，因螯合剂浓度增加10倍，仅相当于pH值升高 一个单位。
溶剂不同，将对两个常数值KD(HA)和KD都有影响。 一般说来，其他实验条件相同，改变溶剂种类使KD增加， KD(HA)也将增加。 KD使分配比增大但KD(HA)却使分配比降低。
小结
• ⒈螯合剂和螯合物的性质 选用酸性强、较易溶于水的螯合萃取剂有利于 金属螯合物的形成，有利于提高萃取率。 • ⒉水相酸度的影响 pH每增加一个单位，D就增加10n倍。 • ⒊螯合剂浓度的影响 • 4.稀释剂的影响
萃取率
习题
2. 现有0.100 0 mol· -1某有机一元弱酸（HA）100mL，用25.00 L mL苯萃取后，取水相25.00 mL，用0.02000 mol· -1 NaOH溶液 L 滴定至终点，消耗20.00 mL，计算一元弱酸在两相中的分配 系数KD。
水相中有机弱酸的平衡浓度为：
一、螯合萃取
螯合萃取剂的特点：多官能团的有机弱酸，其
结构中含有两种官能团。
酸性官能团 －OH
配位官能团
N
SH
CS
NOH
CO
（一）螯合萃取平衡
螯合萃取的总反应可表示为： Mn+ +n HA（有）
萃取平衡常数为：
MAn（有）+nH+
例如，从含NaCl的HCl溶液中用PMBP的
[HA]O n D K D n ( ) ( ) K D ( HA ) [H ]
n
Ka
分配比和有机相中螯合剂浓度的n次方成正比，所以有时可 以通过提高螯合剂的浓度来提高萃取率。一般萃取剂的浓度 总是过量的。 但在实际工作中，考虑螯合剂浓度的提高不如pH值的提高 来得方便有利，因螯合剂浓度增加10倍，仅相当于pH值升高 一个单位。
溶剂不同，将对两个常数值KD(HA)和KD都有影响。 一般说来，其他实验条件相同，改变溶剂种类使KD增加， KD(HA)也将增加。 KD使分配比增大但KD(HA)却使分配比降低。
小结
• ⒈螯合剂和螯合物的性质 选用酸性强、较易溶于水的螯合萃取剂有利于 金属螯合物的形成，有利于提高萃取率。 • ⒉水相酸度的影响 pH每增加一个单位，D就增加10n倍。 • ⒊螯合剂浓度的影响 • 4.稀释剂的影响
萃取率
习题
2. 现有0.100 0 mol· -1某有机一元弱酸（HA）100mL，用25.00 L mL苯萃取后，取水相25.00 mL，用0.02000 mol· -1 NaOH溶液 L 滴定至终点，消耗20.00 mL，计算一元弱酸在两相中的分配 系数KD。
水相中有机弱酸的平衡浓度为：
萃取分离法PPT讲稿共77页文档
萃取分离法PPT讲稿•46、寓形宇内复几，曷不委心任去 留。•
47、采菊东篱下，悠然见南山。
•
48、啸傲东轩下，聊复得此生。
•
49、勤学如春起之苗，不见其增，日 有所长 。
•
50、环堵萧然，不蔽风日；短褐穿结 ，箪瓢 屡空， 晏如也 。
21、要知道对好事的称颂过于夸大，也会招来人们的反感轻蔑和嫉妒。——培根 22、业精于勤，荒于嬉；行成于思，毁于随。——韩愈
23、一切节省，归根到底都归结为时间的节省。——马克思 24、意志命运往往背道而驰，决心到最后会全部推倒。——莎士比亚
25、学习是劳动，是充满思想的劳动。——乌申斯基
谢谢！
47、采菊东篱下，悠然见南山。
•
48、啸傲东轩下，聊复得此生。
•
49、勤学如春起之苗，不见其增，日 有所长 。
•
50、环堵萧然，不蔽风日；短褐穿结 ，箪瓢 屡空， 晏如也 。
21、要知道对好事的称颂过于夸大，也会招来人们的反感轻蔑和嫉妒。——培根 22、业精于勤，荒于嬉；行成于思，毁于随。——韩愈
23、一切节省，归根到底都归结为时间的节省。——马克思 24、意志命运往往背道而驰，决心到最后会全部推倒。——莎士比亚
25、学习是劳动，是充满思想的劳动。——乌申斯基
谢谢！
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.
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
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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
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§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]
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§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
[Mn[]M 水Ln[M ]有 Ln]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
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整理得：
DKDK D n'nKan ([[H H]L 水 有)]n
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
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。
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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
DK'[H]水 n
溶液的pH增大，D增大， 萃取完全。.9源自萃取率与[H+]关系：
设V有=V水
E% D 100 DK*[H]n
D1
D E K*[H]n 100E
lE g lg 1 ( 0 E ) 0 lK g * n 'pH
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+
4 KD’ (C 6 H 5 ) 4 AsReO 4（水）
3 K稳
(C6H5 )4 AsC（l有）
1 KD (C6H5 )4 AsC（l水） 2
离解
ReO
4水
(C
6H
5 ) 4 As
水
Cl
水
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萃取过程达到平衡后，整个过程的萃取比： D 有 水c机 R c相 R O 4 e O 4 e 相 [R O 4 [](e 水 C 6 H [5 ()4 C 6 A H 5)4sA 4 R ]R 有 sO ee 4]水 O ∵ (C6H5)4As ReO4难溶于水，它在水溶液中
2．提高螯合剂浓度
§3.3 形成螯合物的萃取体系
一、萃取平衡 二、萃取条件
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§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
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4
（3）被萃取离子和萃取剂的螯合平衡
n 水 LM 水 n Mn水 L
n [M[nM ]水L[Ln水]]水 n
… … … …（3）
（4）生成的螯合物在水相和有机相中的分配平衡
MnL有MnL水
KD
[MLn ]有 [MLn ]水
… … … …（4）
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整个萃取过程的分配比：
D有 水机 相相 M 中 M nn的 的 中 的 总 总 的浓 浓 ccM M （ （ 度 度 水 有） ）
和萃取剂KD、n Ka KD'均为常数。 D K([[HHL]水 有 ] )n
(3) 若有机相中萃取剂的浓度一定
DK'[H]水 n
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二、萃取条件
1、萃取剂的选择
DKDKβD n'nKan ([[H H]L 水 有)]n
形成螯合物愈稳定， n愈大
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
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萃取曲线
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（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。
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lgE - lg(100-E) = lgK*’ + npH 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。
EA9% 9时p， H ApH 1 A/ 2 n2A
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EB1% 时p， H BpH 1 B/2 n2B pHB pHA
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。
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ReO4-水 + (C6H5)4AsCl有 ⇄ (C6H5)4As ReO4有 + Cl-水
(C 6 H 5 ) 4 AsReO 4（有）