第4章 萃取法.
溶剂萃取(精)
1． 螯合物萃取体系
螯合物萃取是分析化学中应用最广泛的萃 取体系，所用的萃取剂为螯合剂。可用做萃取 剂的螯合剂与试样中的被萃取金属离子生成四 元、五元或六元环状螯合物很稳定，因而萃取 灵敏度很高，可用于萃取浓度很低的金属离子， 在分离同时达到富集的效果。
萃取过程
① 萃取剂在两相中分配平衡 ② 水相中萃取剂电离平衡 ③ 萃取剂与萃取离子络合平衡 ④ 内络盐在两相中分配平衡
(CH3)2N
S
N(CH3)2 +
[BF4] -
N
主要萃取条件：配位阴离子、酸性溶液和惰性溶剂
高分子量胺萃取
高分子量胺（本身是液体，有时溶在稀释剂中）
与酸反应生成的盐难溶于水，但易溶于有机溶剂
而被萃取。
质子加成反应
R3 N有机 H A R3 NH A有 机
因此，高分子胺可用于水溶液中酸的萃取。
V（有机）
）2
DV（有机） V（水）
经n次萃取后水相中剩余溶质质量：
mn
m0
(
V(有机）
)n
DV（有机） V（水）
n次萃取后的萃取效率E为：
E
1
(
V(水） DV（有机）
）n V（水）
以CCl4萃取20mL水溶液中的I2，已知 碘在水与CCl4的分配比为85，试比较用 20mL CCl4 一次萃取及每次用 10mL CCl4 分两次萃取的萃取效率。
D cA总 (有机） cA总 (水）
3.萃取百分率
萃取百分率：被萃取物在有机相中的量占 它在两相中的A在两相中的总量
100%
4．萃取效率
设：萃取体系中水相的体积为V水， 有机相的体积为V有，则萃取效率可从下 式计算：
精细化工产品的纯化技术研究
精细化工产品的纯化技术研究第一章：绪论精细化工产品是化工领域中的一种高附加值产品，具有广泛的应用领域，例如医药、食品、电子、光学等。
然而，精细化工产品的开发和生产常常受到纯度和杂质等因素的影响。
因此，发展有效的纯化技术对于提高精细化工产品的质量和产量至关重要。
本文旨在探讨精细化工产品的纯化技术，分析不同的纯化方法及其应用范围以及优缺点，以期为精细化工产品的开发和生产提供有价值的参考。
第二章：晶体分离法晶体分离法是一种常用的纯化技术，其原理是通过晶体的溶解度规律实现分离纯化目标产物。
通常使用的晶体分离方法包括溶剂结晶、蒸馏结晶和半块结晶法等。
溶剂结晶法适用于产物和溶剂溶解度差异较大的情况。
该方法具有操作简单、晶体生长速度快的特点。
但同时也存在晶体形态不规则、杂质难以去除等缺点。
蒸馏结晶法适用于产物和杂质的沸点相差较大的情况。
该方法具有高纯度、操作简单的特点。
但需要专业设备，且对操作人员要求较高。
半块结晶法是一种半固态的结晶方法，通过设置界面将溶剂与产物分离。
该方法具有产物纯度高、操作简单等优点，但需要专业的实验室仪器，并且需要对产物的溶解度曲线作出准确的预估。
第三章：萃取法萃取法是一种常用的化学分离方法，通过不同物质在不同溶剂中的溶解度差异实现目标物质的分离。
通常使用的萃取方法包括固相萃取、液-液萃取和超临界萃取等。
固相萃取法适用于目标物质在混合物中的含量较低的情况。
该方法具有操作简单、分离效果好等特点，但受取样量限制。
液-液萃取法是一种经典的分离技术，它利用产物在另一种溶剂中的特定溶解度实现目标物质的分离。
该方法适用于目标物质与其他成分的溶解度比较大的情况。
该方法出样方式简单，操作灵活。
超临界萃取法广泛应用于精细化工产品的制备中。
这种方法不仅可以实现产物的高效纯化，而且操作简单、反应快速，是一种高效、环保的新型萃取技术。
第四章：膜分离法膜分离法是一种具有高效性和低耗能特点的纯化技术，它通过半透膜的分离效应实现物质的分离。
化工原理(下)第4章液液萃取
组成在等腰直角三角形坐标图上的表示方法
二、各组分量之间的关系－杠杆规则
M = MA + MB
M A OB M B OA
MA
M
O 和点
MB
A
差点
B
差点
M A OB M AB M B OA M AB
杠杆规则
A
xS zS
液相 R r kg xA、xS、xB
液相 E e kg yA、yS、yB
用质量比 计算方便
YA K A X A
分 配 系 数
萃余相中溶 质的质量比
萃取相中溶 质的质量比
三、分配曲线
以xA为横坐标，yA为纵坐标，在直角坐标图上， 每一对共轭相可得一个点，将这些点联结起来，得 到曲线称为分配曲线。
溶解度曲线 分配曲线
y yx
P P
x
分配曲线的作法
第4章 液－液萃取
一、以质量分数表示的平衡方程
气液平衡方程 液液平衡方程
萃取相中 溶质分数
yA k A xA yA k A xA
分配 系数 萃余相中 溶质分数
yA kA xA
yB kB xB
二、以质量比表示的平衡方程
若 S与 B完全不互溶
萃取相中不含 B，S 的量不变
萃余相中不含 S ，B 的量不变 液液平衡方程
三角形坐标图
组成的表示方法
液－液萃取过程也是以相际的平衡为极限 三元体系难以用直角坐标系来表示 三元体系的相平衡关系用三角坐标图来表示 在三角形坐标图中常用质量百分率或质量分 率表示混合物的组成 少数采用体积分率或摩尔分率表示的 本教程中均采用质量百分率或质量分率
化工原理下4-1液液萃取(精)
液相E(萃取相) (S + A+微量B)
液相R(萃余相) (B + 微量A、S)
示例：用苯萃取分离醋酸和水混合物
2
二、萃取操作流程
萃取操作流程示意图
3
三、萃取过程的分类
1. 按有无化学反应分类
萃取
物理萃取√
化学萃取
2. 按萃取级数分类
萃取
单级萃取
多级萃取√
多级逆流萃取 多级并流萃取
4
三、萃取过程的分类
3. 按萃取技术分类
4. 按萃取组分数目分类
萃取
单溶剂萃取√
双溶剂萃取 膜萃取 超临界萃取 凝胶萃取 反向胶团萃取
萃取
单组分萃取 √
多组分萃取
5
四、萃取操作的应用
萃取操作应用场合：
①相对挥发度 = 1 物系的分离；
②溶质浓度很低 ,且为难挥发组分物系的分离； ③恒沸物系的分离； ④热敏性物系的分离。
17
由辅助曲线求联结线
E1
R1
E2
R2
两种溶解度曲线的互换
18
三、萃取平衡相图——溶解度曲线
2. 温度对溶解度曲线的影响
～ ～ 温度 T
溶解度
不互溶区
不利于萃 取操作
19
四、萃取过程在平衡相图上的表示
将定量的
纯溶剂 S 加入
y E
到A、B两组
分的原料液 F 中，该萃取过 程可在平衡相
F
ME
xR R
yE
图上表示。
xR
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ20
五、萃取平衡方程
1.以质量分数表示的平衡方程
气液平衡方程 液液平衡方程
中药化学第四章中药化学成分的分离技术
K=CU/CL CU：上层浓度，CL：下层浓度。 若有两种成份时（A，B），则A，B各有其分
配系数KA，KB，则两者差别越大，分离效果越 好。
如，KA＝10说明振摇一次平衡后，A则有90 ％以上溶于上层溶液中。
而KB＝0.l时，振摇一次平衡后，B则有90％ 以上溶于下层中，过样A和B两成份就有较大程 度分离，连续分离萃取几次，就可能达到A，B 的全部分离。
仪器装置
该装置有3个部分组成。 输液部分。包括微型泵、移动相溶剂储槽和试样
液注射器。 萃取部分。由300～500根内径约2 mm、长度为
20～40 cm的萃取管连接而成。 收集检出部分。包括检出器及分步自动收集仪。
适用范围
目前DCCC法广泛用于皂苷、生物碱、酸性成分、蛋 白质、糖类等天然产物的分离和精制，特别是用于 皂苷类的分离，并取得良好效果。
三、铅盐沉淀法
原理 此法是利用中性醋酸铅和碱式醋酸铅在水和 稀醇溶液中能与许多天然药物化学成分生成 难溶性的铅盐或铅络合物沉淀的性质，使有 效成分和杂质分离。此法既可使杂质生成铅 盐沉淀除去，又可以使有效成分生成铅盐沉 淀。
铅盐沉淀法适用范围
中性醋酸盐(Pb(Ac)2)可用于沉淀天然药物成 分中的有机酸、蛋白质、氨基酸、黏液质、 鞣质、树脂、酸性皂苷、部分黄酮苷、蒽醌 苷、香豆素苷和某些色素等具有羧基、邻二 酚羟基的酸性或酚性物质。
氯仿：乙醚 由 某些苷类，如强心苷
乙酸乙酯
小 某些苷类，如黄酮苷
正丁醇
到 某些苷类，如皂苷，黄酮苷
丙酮、乙醇 大 极性很大的苷、糖类、氨基酸、某些生物
碱盐
水
蛋白质、黏液质、果胶、糖类、无机盐
（强亲水性）
二、适用范围
此法是早年研究天然药物有效成分的一种最重要的 方法，主要用于分离提纯含有极性不同的各种化 学成分的中药提取液。目前仍是最常用的方法，
化工原理(天大版)---(下册)第四章 萃取
选择性系数与kA、kB有关。 kA越大， kB越小，就越大， 说明：
A、B的分离也就越容易 凡是影响kA、kB的因素都影响（温度、组成） 若 =1，则萃取相和萃余相在脱除溶剂S后将具有相同的 组成，并且等于原料液的组成，故没有分离能力 萃取剂的选择性越高，对A的溶解能力就大，则一定的分离 任务，可越少萃取剂用量，降低回收溶剂操作的能耗，并且 可获得高纯度的产品A 当组分B、S完全不互溶时，则选择性系数趋于无穷大，这 是最理想的情况。
MF FN F ( xF xM ) (4 7) SF F xM y S MS NB
R'
B
（b）
S
EM
M ( xM x R ) 其中yE、xM、xR 由相图读出 y E xR R) 把4-6、4-7代入4-9得： E F ( xF x 其中xF、x' 'R、y''E由相图读出 y E x R R F E
表达了溶质在两个平衡液相中的分配关系。 A值愈大，萃取分离的效果 愈好 A值与联结线的斜率有关 不同的物系具有不同的分配系数 A值 同一物系， A值随温度和组成而变。 一定温度下，仅当溶质组成范围变化不大时， A值才可视为常数 Y KX 式中：Y——萃取相E中溶质A的质量比组成；
X ——萃余相R中溶质A的质量比组成； K——以质量比表示相组成时的分配系数
4.2.2 液-液相平衡关系
3、分配系数和分配曲线
分配曲线：若以xA为横坐标，以yA为纵坐标，则可在x-y直角坐标图上得到
表示互成平衡的一对共轭相组成的点N。将这些点联结起来即可得到曲线 ONP，称为分配曲线
曲线上的P点即为临界混溶点。 分配曲线表达了溶质A在互成平衡的E相与R相中的分配关系。若已知某液相组成， 则可由分配曲线求出其共轭相的组成。 若在分层区内y均大于x，即分配系数 A ＞1，则分配曲线位于y=x直线的上方，反 之则位于y=x直线的下方。 若随着溶质A组成的变化，联结线倾斜的方向发生改变，则分配曲线将与对角线出 现交点，这种物系称为等溶度体系
制药工艺学复习资料
第一章生物药物概述1、我国药物的三大药源指的是化学药物、生物药物、中草药。
2、现代生物药物已形成四大类型，包括基因工程药物、基因药物、天然生物药物、医学生物制品。
一、药物、生物药物、生物制品、药物：用于预防、治疗或诊断疾病或调节机体生理功能、促进机体康复保健的物质，有4大类：预防药、治疗药、诊断药和康复保健药。
生物药物：是利用生物体、生物组织、细胞或其成分，综合应用生物与医学、生物化学与分子生物学、微生物学与免疫学、物理化学与工程学和药学的原理与方法进行加工、制造而成的一大类预防、诊断、治疗和康复保健的制品。
生物制品：是应用普通的或以基因工程、细胞工程、蛋白质工程、发酵工程等生物技术获得的微生物、细胞与各种动物和人源的组织和液体等生物材料制备的，用于人类疾病预防、治疗和诊断的药品。
生化药物：指从生物体（动物、植物、和微生物中获得的天然存在的生化活性物质（或者合成、半合成的天然物质类似物）。
基因重组药物与基因药物有什么区别？基因重组药物：应用基因工程和蛋白质工程技术制造的重组活性多肽、蛋白质与其修饰物。
基因药物：以基因物质（RNA或DNA与其衍生物）作为治疗的物质基础，包括基因治疗用的重组目的DNA片段、重组疫苗、反义药物和核酶等。
生物药物有那些作用特点？药理学特性：1、活性强: 体内存在的天然活性物质。
2、治疗针对性强,基于生理生化机制。
3、毒副作用一般较少，营养价值高。
第二章生物制药工艺技术基础1、生化活性物质浓缩可采用的方法有盐析浓缩、有机溶剂沉淀浓缩、葡聚糖凝聚浓缩、聚乙二醇浓缩、超滤浓缩2、生化活性物质常用的干燥方法有喷雾干燥、冷冻干燥、、减压干燥等3、冷冻干燥是在低温、低压条件下，利用水的化学性能而进行的一种干燥方法。
4、固定化酶常采用的方法可分为吸附法、包埋法、共价结合法和交联法四大类1、由于目的蛋白质和杂蛋白分子量差别较大，拟根据分子量大小分离纯化并获得目的蛋白质，可采用（ C ）A、SDS凝胶电泳 B、盐析法 C、凝胶过滤 D、吸附层析2、分离纯化早期，由于提取液中成分复杂，目的物浓度稀，因而易采用（ A ） A、分离量大分辨率低的方法 B、分离量小分辨率低的方法C、分离量小分辨率高的方法D、各种方法都试验一下，根据试验结果确定（重点）简述生物活性物质分离纯化的主要原理。
萃取
3、混合液中含有热敏性物质。
第一节
三元体系的液 － 液相平衡与萃取操作原理
4－1－1
组成在三角形相图上的表示方法
采用等边三角形、等腰直角三角形。 识图：
4－1－2 液 － 液相平衡关系在三角形相图上的表示 三元系统的三种情况： 1、 A
B
S
2、 A
B
部分互溶
3、 A
B
部分互溶
S
S
第Ⅰ类物系。 主要讨论此类物系。
一、溶解度曲线和联结线 设：第一类物系的第二种情况。 1、溶解度曲线 C′、D′、F′、G′、H′称混溶点（或分层 点）。 LCDFGHJ为实验温度下的溶解度曲线。 平衡时，两个液层称为共轭相。 联结共轭相组成坐标的直线称为联结线。 B
R L C D F D‘ ·· · C‘ F‘ G‘ H‘ A
第Ⅱ类物系。
5、作图
Y 分配曲线
E1 E2 E3 YS O X3 X2 X1 XF L X 斜率＝－B/S
第n级：Yn＝ - B X n ( B X n -1 YS ) 操作线方程
S S
如此重复，直到xn≤规定值时为止。
操作线数目＝理论级数。
4－2－3
多级逆流接触萃取的计算
1、多级逆流接触萃取流程
萃取剂循环使用（含有少量A和B）， 最终R中可达到的最低xR受yS限制。 最终E中可达到的最高y1受xF限制。 2、已知F、xF、最终萃余相组成xn，S量和yS经济权衡选定，求理论级数。 一、组分B和S部分互溶时的图解计算法 1、在三角形坐标图上逐级图解法 图解步骤： 1）选S，确定T、P。根据平衡数据绘出溶解度曲线和辅助曲线。 2）据xF和yS定出F和S点，再由溶剂比S／F在FS连线上确定和点M。
生物分离工程第四章萃取
的物理量）
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二、分配定律与分配平衡
化学势是活度的函数：
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二、分配定律与分配平衡
所以，分配定律只有在较低浓度范围内成立。A是一个重要
的特征参数，与溶质浓度和两相性质有关。
• 分配系数：在多数情况下，溶质在各相中并非以一种分子
形态存在，特别是在化学萃取中，通常用溶质在两相中的 总浓度之比表示溶质的分配平衡，该比值称为分配系数。
到平衡时料液相和萃取相中溶质编的辑课浓件度。
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三、液液萃取设备及其设计的理论基础
• 萃取因子或萃取因素E
溶质在萃取相和萃余相中数量（质量或物质的量）的比值
• 萃余分率（ ）：萃余相中溶质的数量与料液相中溶质的
初始数量之比。
• 收率或萃取分率：萃取相中溶质的数量与料液相中溶质
的初始数量之比。
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或
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二、分配定律与分配平衡
• 相比：指一个萃取体系中，一个液相和另一个液相的体积之
比。用R表示：
R = V1
V2
• 分离系数β（分离因子）
生物工程中料液一般含多种溶质，我们为了表示萃取剂对两 种溶质A和B的分离能力的大小，引入了分离系数：一定条件 下进行萃取分离时，被分离的两种组分的分配系数的比值。 是目标产物分离纯化程度的指标。
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3
一、基本概念
②萃取依据：萃取原理
a.物理萃取 b.化学萃取 • 物理萃取：溶质根据相似相容原理在两相间达到分配平 衡，萃取剂与溶质不发生化学反应（物理因素）。
• 化学萃取：利用脂溶性萃取剂与溶质之间发生化学反应 （如离子交换和络合反应）生成脂溶性复合分子实现溶 质向有机相的分配。
生物工业下游技术第四章溶剂萃取法解析
2019/8/26
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DMF
DMF是多种高聚物如聚乙烯 、聚氯乙烯、 聚丙烯腈、聚酰胺等的优良溶剂，广泛用 于塑料制膜、油漆、纤维等工业；也可作 除去油漆的脱漆剂。
它能溶解某些低溶解度的颜料，使颜料带 有染料的特点。 DMF还可作从石蜡中分离 非烃成分的有效试剂。它对对苯二甲酸和 间苯二甲酸的溶解性有良好的选择性，可 在DMF中将它们分离。
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浸取
• 用有机溶剂把有用物质从固体原材料中提取到溶 液中的过程。
• 热水浸取茶叶；药酒；有机溶剂提取大豆、花生 等中的食用油。
• 浸出油：是用化学制油方法使油脂从油料中分离 出来而形成的油品。采用“六号”溶剂油将食用 油原料充分“浸泡”然后高温提取，经脱脂、脱 胶、脱水、脱色、脱臭、脱酸加工而成。油品色 浅味淡易形成溶剂油的残留。
• 乙醇具有一般伯醇的化学性质，比较活泼，是有 机合成的重要原料及溶剂。医药上常用做消毒剂 和防腐剂。乙醇还广泛用做饮料和燃料。过去， 工业乙醇中常加入少量毒性物质如甲醇等（称变 性酒精）以防止饮用。
乙醇
• 普通酒精是含95.6％乙醇和4.4％水的恒沸混合物， 沸点为78.15℃，其中的少量水分无法用蒸馏法除 去。实验室中常在普通酒精中加入生石灰回流， 再进行蒸馏，可得99.5％的乙醇。再加入金属镁 和少量碘（催化剂）回流后蒸馏，可得无水乙醇 （又叫绝对乙醇）。
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常用语
• 将供提取的溶液称为——料液（F） • 从料液中提取出来的物质 ——溶质 • 用来萃取产物的溶剂——萃取剂（S） • 溶质转移到萃取剂中与萃取剂形成的溶
液——萃取液（L或E’） • 被萃取出溶质后的料液——萃余液（R）
第4章 液液传质分离过程
4.2 超临界流体萃取
超临界流体萃取是一种以超临界流体作为萃取剂，从固体 或液体中提取出待分离的高沸点或热敏性物质的新型萃取
技术。
超临界流体萃取技术的起源:1879年，J.B.Hannay等发现无 机物在高压乙醇或乙醚中溶解度异常增加的现象,用高压的 乙醇可溶解金属卤化物，压力越高，溶解能力越强。而当 压力降低到一定程度以后，溶解的无机物又从乙醇或乙醚
二、萃取体系的分类
(1) 简单分子萃取体系
(2) 中性络合体系 (3) 酸性络合萃取体系 (4) 离子缔合萃取体系 (5) 胺类萃取体系
4.1.2 多级逆流萃取的计算
集团法:
定义ΦU为进料中组分i进入萃余相中的分数
ΦU v N 1 v1 v N 1
1 ΦU ue
N 1
ue
N 1 N 1
案例
苯中分离链烃。苯在罗宾斯表中属于第11组，而所选的链烃—庚烷属
于第12组。由罗宾斯表可见，第8组（伯胺、氨、无取代基的氨基化 合物）与芳烃形成的物系对拉乌尔定律产生负偏差，与链烃形成的物 系产生正偏差。 尽管胺或氨基化合物在分离该混合物上很可能是有效的，没有迹象 表明是否一定分层。罗宾斯表也指出，第4组（具有活性氢原子的多 环链烃）、第7组（仲胺）和第9组（醚、氧化物、亚砜）均与链烃形 成正偏差物系，与芳烃形成理想物系。这类溶剂同样可认为是可行的 溶剂。但没有表明形成的液相数目。
y0*－y0 = 0.01699－ 0.0115= 0.00549 kmol/m3
y1*－y1 = －.01687－ 0.00397= 0.01290 kmol/m3
对数平均浓度差为：
( y y ) ln
*
( y 0 y 0 ) ( y1 y1 )
第四章 萃取综合
第四章萃取一、名词解释萃取：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。
反萃取：通过调节水相条件，将目标产物从有机相转入水相的萃取操作成为反萃取。
分配系数：在恒温恒压条件下，溶质在互不相容的两相中达到分配平衡时，其在两相中的浓度之比为一常数，该常数称为分配系数。
即K=溶质在萃取相中的浓度/溶质在萃余相中的浓度=C2/C1。
分离因子：萃取剂对溶质A和B的选择或分离能力可以用分离因子表示。
即α=(C2A/CIA)/(C2B/C1B)=KA/KB(C:浓度；下标1,2分别表示萃余相和萃取相；A、B：溶质；α越大，A和B越容易分离，分离效果越好)超临界流体：物质均具有其固有的临界温度和临界压强，在P-T相图上称为临界点，在临界点以上物质处于即非液体也非气体的超临界状态，这时的物质称为超临界流体。
化学萃取：化学萃取是指利用脂溶性萃取剂与溶质之间的化学反应生成脂溶性复合因子实现水溶性溶质向有机相的分配，主要用于一些氨基酸和极性较大的抗生素的萃取。
双水相体系：某些亲水性高分子聚合物的水溶液超过一定浓度后可形成两相，并且在两相水分均占有很大比例，即形成双水相系统。
萃取因子：即萃取平衡后萃取相和萃余相中质量之比。
用E表示。
盐效应：由于同一双水相系统中添加不同的盐产生的相间电位不同，故分配系数与静电荷数的关系因无机盐而异，这称为盐效应。
二、选择1.萃取利用的是物质在两相之间的___B___不同来实现分离或纯化。
A.溶解度比B.分配系数C.分离系数D.稳定常数2.下列搭配中不适合双水相萃取的是____C__。
A.聚乙二醇/磷酸盐B.葡聚糖/甲基纤维素C.聚乙二醇/丙三醇D. 聚乙二醇/葡聚糖3.荷电溶质分配系数的对数与溶质的净电荷数成___A___关系，称为______。
A.正比/盐效应B.指数/塞曼效应C.非线性/道南效应D.反比/法拉第效应4.对于超临界流体萃取，溶解萃取物时通常__C____；分离萃取物时通常______。
萃取化学原理与应用第四章、中性络合萃取体系
i) 假设萃合物的组成为： Mw(NO3)y • mR3P=O • pH2O
ii) H2O的配位数：利用Karl Fisher滴定的方法进行确认
mR3P=O(O) + wMn+(a) + yNO3-(a)
Mw(NO3)y • mR3P=O(O)
Ke = [Mw(NO3)y•mR3P=O](O) / [R3P=O]m(O) [Mn+]w(a) [NO3-]y(a)
有机相中TBP的总浓度： CTBP(O) = [TBP](O) + ∑[TBP•jHNO3](O)
= [TBP](O) + ∑Βj[TBP](O) [HNO3]j(a)
= [TBP](O) (1 + ∑Βj[HNO3]j (a))
有机相中HNO3的总浓度 CHNO3(O) = [HNO3](O) + ∑j[TBP•jHNO3](O) = [HNO3](O) + ∑jΒj[TBP](O) [HNO3]j(a) = [HNO3](O) + [TBP](O)∑jΒj [HNO3]j (a)
实验思路如下：
i) 设计TBP的起始浓度为：0.1M、0.3M、0.5M、1M、2M、3M、纯 TBP；
ii) 设计HNO3的起始浓度为：0.1M、0.5M、1.05M、2.0M、3.0M、 4.0M、5.0M、…………….10M、12M;
iii) 让不同起始浓度TBP与不同起始浓度的HNO3混合、震荡、分相之后， 可以测得一系列平衡时水相中硝酸总浓度CHNO3(a)，以及相应的有机相中
HNO3对TBP的平均配位数ñ为
ñ = CHNO3(O)-[HNO3](O) / CTBP(O) = ∑jΒj[HNO3]j(a) / (1 + ∑Βj[HNO3]j(a))
萃取的原理过程及应用
萃取是在两个液相间进行。
大部分萃取采用一个是水相。
另一个是有机相。
但有机相易使蛋白质等生物活性物质变性。
最近，发现有一些高分子水溶液（如分子量从几千到几万的聚乙二醇硫酸盐水溶液）可以分为两个水相，蛋白质在两个水相中的溶解度有很大的差别。
故可以利用双水相萃取过程分离蛋白质等溶于水的生物产品。
例如用聚乙二醇（PEG Mr为6000）/磷酸钾系统从大肠杆菌匀浆中提取β-半乳糖苷酶。
这是一个很有前途的新的分离方法，特别适用于生物工程得出的产品的分离。
萃取技术是一种分离技术，主要用于物质的分离和提纯，这里将介绍几种常用的萃取技术，有溶剂萃取、双水相萃取、凝胶萃取三种，本文将分别从它们的原理、过程及应用三方面介绍，这些技术广泛应用于分析化学、原子能、冶金、电子、环境保护、生物化学和医药等领域。
关键字溶剂萃取双水相萃取凝胶萃取原理过程应用摘要--------------------------------------------------- 1 目录--------------------------------------------------- 2一、溶剂萃取------------------------------------------ 31 原理-------------------------------------------- 32 过程-------------------------------------------- 53 应用-------------------------------------------- 5二、双水相萃取---------------------------------------- 61 原理-------------------------------------------- 62 过程-------------------------------------------- 73 应用-------------------------------------------- 8三、凝胶萃取------------------------------------------ 81 原理-------------------------------------------- 82 过程-------------------------------------------- 103 应用-------------------------------------------- 11 参考文献----------------------------------------------- 11第一章溶剂萃取利用在两个互不相溶的液相中各种组分（包括目的产物）溶解度的不同，从而达到分离的目的。
第四章萃取分离法详解
萃余率：
原 萃始 余料 液液 中中 溶 1溶 质 0% 0质 总 E总 1量 1量 10% 0
理论收率：
111 10 % 0E 10 %0
E1
E1
例如：
洁霉素在20℃和pH10.0时表观分配系数〔丁 醇/水〕为18。用等量的丁醇萃取料液中的 洁霉素，计算可得理论收率
1 1810% 09.4 7%
第四章萃取分离法详解
根底知识
• 萃取又称溶剂萃取，亦称抽提〔通用于石 油炼制工业〕，是一种用液态的萃取剂处 理与之不互溶的双组分或多组分溶液，实 现组分别离的传质别离过程，是一种广泛 应用的单元操作。
• 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
1 81
假理设论改收用率1：1/3体 积丁6醇1 萃0 取% 0 ，E8 1.57% 811/3 6
61
注：当分配系数一样而萃取剂用量减少时， 其萃取率下降。
〔二〕多级错流萃取
萃余率：
nE11E2 11 En110 % 0
理论收率
n
1
E1n
10% 0
1 n 1E 11 n 1% 0 0 E E 1 1 n n1 1% 00
• ①多级错流萃取。料液和各级萃余液都与新颖的萃 取剂接触，可达较高萃取率。但萃取剂用量大，萃 取液平均浓度低。
• ②多级逆流萃取。料液与萃取剂分别从级联〔或板 式塔〕的两端参加，在级间作逆向流动，最后成为 萃余液和萃取液，各自从另一端离去。料液和萃取 剂各自经过屡次萃取，因此萃取率较高，萃取液中 被萃组分的浓度也较高，这是工业萃取常用的流程 。
第4章萃取和浸取
生产中常用两种加压方式进行：密闭升温使压力升高；通过加压设备 使压力升高，但不升温。
实验证明，常压煮提（水温100℃，101.3kPa）与加压煮提（水
温65~90℃，表压为 200~500kPa）的有效成分浸出率相同，而
加压煮提浸出时间可节省一半，固液比也有所提高；但需考虑因加压、 加热可能造成的有效成分破坏问题。浸取的操作温度和压力需慎重选
4.青霉素在pH2.5时的分配系数为35，先用1/4体积的醋酸丁 酯进行二级逆流萃取，求其理论收率？若改变操作方式，用 1/4和1/10体积的醋酸丁酯进行二级错流萃取，求其理论收率？ 并比较两种操作方式的特点。 5.画出三级错流、三级逆流萃取的工艺过程示意图，从理论上 论述为什么多级逆流比多级错流的萃取效果好？
率，影响产品质量。
②乙醇 半极性浸取溶剂。能溶解溶于水的某些成分，也能溶解溶于非
极性有机溶剂的某些成分，只是溶解度有些差异。乙醇能与水形成任意
组成的混合液，可通过组成的改变，有选择地浸取某些成分。
乙醇无毒无害，价格低廉，具有一定防腐作用，它比热小，沸点低，分
离回收费用低。但乙醇具有挥发性和易燃性，应注意安全防护。
（2）浸取辅助剂 为了提高浸取溶剂的浸取效能，增加浸取成分在溶剂中的溶解度， 增强其稳定性，除去某些杂质，减少其它成分对浸取的影响，往往 需要采取一定措施（如改变浸取条件）或加入某些浸取辅助剂。如 加入酸，可使有机酸游离，碱性物质沉淀；加入碱，可使某些物质 水解，使酸性物质沉淀；表面活性剂的加入，常可有助于有机物的 溶解，提高浸取效果。 （3）浸取溶剂用量及浸取次数 浸取溶剂用量大，溶质的浸取率高，
多级逆流渗漉装置
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E 44.5
1/ 2 22 .25 1
若用1/4体积的醋酸丁酯进行二级错流萃取，则
理论收率
22.25 1 1 100 % 95.7% 22.25 1
1/ 4 E1 E 2 44.5 11.125 1
2 11.125 1 1 1 100% 99.32% 11.125 111.125 1
第四章 萃取法
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第一节 溶剂萃取法
广义的溶剂萃取法 (solvent extraction) 包括液 - 固萃取和液 液萃取：
液-固萃取又称浸取、浸提
液-液萃取指用一种溶剂(有 机溶剂)将目的产物从另一 种溶剂（如发酵液）中提取 出来的方法。
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溶剂萃取法优点： ①操作可连续化，速度快，生产周期短； ②对热敏物质破坏少；
若改用1/3体积丁醇萃取，
18 1 100 % 94 .7% 18 1
理论收率：
1/ 3 E 18 6 1
6 1 100 % 85.7% 6 1
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（二）多级错流萃取
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萃余率：
1 n 100% E1 1E 2 1En 1
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（四）、分离因素
料液中的溶质并非是单一的组分，除了所需产物（A）外，还存在有 杂质（B）。分离因素(separation factor)，常用表示，其定义为：在 同一萃取体系内两种溶质在同样条件下分配系数的比值
CA1 / CB1 KA β CA 2 / CB 2 KB
萃取相中溶质总量 M 1V 1 V1 E K表 萃余相中溶质总量 M 2V 2 V2
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萃取因素不是常数，与相比、萃取剂浓度、温度、 pH 、溶质在萃取 相和萃余相中的解离情况有关。
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萃取率
生产上用萃取率来表示一种萃取剂对某种溶质的萃取能力。
萃取相中溶质总量 n 100% 原始料液中溶质总量 M1V1 = 100% M1V1 +M 2 V2 E = 100% E+1
（一）单级萃取
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萃取因素E为
萃取相中溶质总量 C1VS VS 1 E K K 萃余相中溶质总量 C 2VF VF m
式中 VF——料液体积；Vs——萃取剂的体积；C1——溶质在萃取液 的浓度； C2——溶质在萃余相的浓度； K——表观分配系数； m——浓缩倍数
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萃取一般指用有机溶剂将物质从水相转移到有机相的过程。
反萃取(stripping或back extraction)是将萃取液与反萃取剂（一般为水 溶液）相接触，使被萃入有机相的溶质转入水相的过程，可看作是 萃取的逆过程。
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（二）、分配定律
能斯特分配定律：在一定温度、一定压力下，某一溶质在互不相溶 的两种溶剂间分配时，达到平衡后，在两相中的活度之比为一常 数。如果是稀溶液，可以用浓度代替活度，即：
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二、溶剂萃取法的基本原理
抗生素在不同的pH条件下，可以有不同的化学状态，其分配系数 亦有差别，若适度改变pH，可将抗生素自水相转入有机相，或从 有机相再转入水相，这样反复萃取，可以达到浓缩和提纯的目的
AH
Ko
有机相 Kp
AH
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A + H+
水相
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三、萃取方法和理论收率的计算
K 称为分配系数≈ K表
CL 萃取相浓度 K CR 萃余相浓度
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应用分配定律时，须符合下列条件： ①必须是稀溶液，即适用于接近理想溶液的萃取体系； ②溶质对溶剂的互溶度没有影响； ③溶质在两相中必须是同一分子形式，即不发生缔合或解离。
此时，分配系数为常数，与溶质总浓度、相比无关，只与溶质在有 机相中的溶解度有关。
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在实际萃取过程中，溶质的浓度比较大此时分配 在两相中的溶质只能用活度表示；溶质在两相 的分子形式常常并不相同，仍然采用类似分配 定律的公式作为基本公式。这时候溶质在萃取 相和萃余相中的浓度，实际上是以各种化学形 式进行分配的溶质总浓度，它们的比值以分配 比(distribution ratio)表示：
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萃余率：
萃余液中溶质总量 1 100% 100% 原始料液中溶质总 100 % E 1 E 1
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例如： 洁霉素在20℃和pH10.0时表观分配系数（丁醇/水）为18。用等量 的丁醇萃取料液中的洁霉素，计算可得理论收率
CL CL1 CL2 CL3 CLn D K表 CR CR1 CR2 CR3 CRn
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D——分配比，不是常数：溶质浓度、萃余相酸碱度、萃取剂浓度、 温度……变化
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（三）、萃取因素
萃取因素也称萃取比，其定义为被萃取溶质进入萃取相的总量与 该溶质在萃余相中总量之比。通常以E表示。若以Vl和V2分别表示 萃取相和萃余相的体积，M1 和M2 分别表示溶质在萃取相和萃余 相中的平衡浓度。萃取因素（E）为：
③采用多级萃取时，溶质浓缩倍数大、纯化度高。
缺点： 由于有机溶剂使用量大，对设备和安全要求高，需要各项防火防爆 等措施。
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一、基本概念
（一）萃取与反萃取 被提取的溶液称为料液，其中欲提取的物质称溶质，而用以进行萃 取的溶剂称为萃取剂(extractant) 达到萃取平衡后，大部分溶质转移到萃取剂中，这种含有溶质的 萃取剂溶液称为萃取液，而被萃取出溶质以后的料液称为萃余液。
n
理论收率
E 1
1
n
100%
1 E 1 1 1 n 1 100% 100% n n E 1 E 1
n
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红霉素在 pH 9.8时的分配系数（醋酸丁酯 /水）为44.5，若用1/2体积 的醋酸丁酯进行单级萃取，则： 理论收率