萃取分离法

b．多级萃取 又称错流萃取。
将水相固定，多次用新鲜的有机相进行萃取，提高 分离效果。
c．连续萃取
使溶剂得到循环使用，用于待分离组分的分配比不 高的情况。这种萃取方式常用于植物中有效成分的 提取及中药成分的提取研究。
萃取所需的时问。决定于达到萃取平
衡的速度。它受到两种速度的影响。
一种是化学反应速度。即形成可被萃
分配比
D
C A( 有 ) C A( 水 )
物质A在两相中各种平衡浓度总和的比值用分
配 比D表示。 即，在一定条件下，当达到萃取平衡时，被萃 物质在有机相和在水相的总浓度之比。
分配比可以衡量被萃物在一定条件下进入有机相的
难易程度，但它不能直接表示出被萃物有多少量已 被萃取出来。
萃取百分率 （Extractability / Percent Extration)）
● Pb2+（痕量）在pH为9时与双硫腙生 成稳定的螯合物（红色），在氯仿—水 体系中分配比很大，故可用氯仿萃取富 集，然后以萃取分光光度法来测定铅的 含量。 ● 其它的二价金属离子也可与双硫腙反 应生成螯合物干扰测定，可通过加入氰 化物和亚硫酸作掩蔽剂减少干扰。
萃取应用
例：用双硫腙-CCl4法测定铅合金中的银。将试样 分解后，在适宜的酸度下加入双硫腙和EDTA。由于 Ag＋不与EDTA形成稳定的络合物，它与双硫腙络合 后被CCl4萃取，同时Pb2＋及其他金属离子因与EDTA 生成稳定而带电荷的络合物而留在水中。
化合物的分离与分析
第四章 萃取分离法
萃取操作的简单过程

溶质在互不相溶的两相中分配
实验室液液萃取过程
分液漏斗
有机相 水相
3
萃取分离
利用溶解度的不同，
使混合物中的组分 得到完全的或部分 的分离的过程称为 萃取。
特点
溶剂萃取对热敏物质的破坏少，容
易实现自动控制； 分离效率高，生产能力大。

铵盐萃取体系
含氮的有机萃取剂可以和氢质子结
合或铵离子型的大阳离子，它与金 属配阴离子缔合形成铵盐而被有机 溶剂萃取。
萃取条件的选择
螯合物萃取条件的选择
1 螯合剂的选择
螯合剂所含疏水基团越多，亲水基团越少 萃取的效率也就越高。
在一定酸度和溶剂条件下，螯合剂浓度越 高，分配比越大。这对于易水解金属离子 的萃取是有利的。
萃取剂的选择原则
常见溶剂的极性大小顺序：
饱和烃类>全氯代烃类>不饱和烃类>醚类>未全
氯代烃类>酯类>芳胺类>酚类>酮类>醇类
溶剂萃取的操作技术和应用
操 作： （1）振荡（力度、时间） （2）静置（分层） （3）洗涤（除去干扰，D大,易洗，洗涤剂 的组分与试液相同，但不含试样。将分 离出的有机相与洗涤剂振荡，杂质的分 配比小，易转入水相中而得到分离。） （4）分离 应用例子： （1）焦油废水中油分和酚的分离测定 （2）天然水中痕量铅的富集分离
分类
液—液萃取 液—固萃取 超临界萃取
双水相萃取
微波萃取
溶剂萃取的定义
[定义]溶剂萃取是利用物质在互不相溶的两 相中的不同分配特性进行分离的方法
优点：设备简单、操作快速、 分离效果好。 缺点：劳动强度大、有机溶 剂易挥发、易燃、有毒。
萃取的基本概念
萃取法：利用液体混合物各组分在某有机 溶剂中的溶解度的差异而实现分离。 料液：在溶剂萃取中，被提取的溶液； 溶质：其中欲提取的物质； 萃取剂：用以进行萃取的溶剂； 萃取液：经接触分离后，大部分溶质转移 到萃取剂中，得到的溶液； 萃余液：被萃取出溶质的料液。
取的化合物的速度，
另一种是扩散速度。即被萃取物质由
一相转入另一相的速度。
具体的萃取时间，应通过实验测定。
一般自30秒至数分钟不等。
（二）分层

萃取后应让溶液静置数分钟，待其 分层，然后将两相分开。 分开两相时，
不应让被测组分损失，也不要让干扰组分混 入。
注意：在两相的交界处，有时会出
现一层乳浊液
被萃物在有机相中的量 E(%) 100 被萃物在两相中的总量
[ M ] 有 V有 [ M ] 有 V有 [ M ] 水 V水
E
100
同除cw Vo 相比R=Vw / Vo

D D (V水 V有 ）
100
萃取百分率：萃取的完全程度， 表达了物质被萃取到有机相中的百分数。

分离因数： A/B = DA / DB
缔合物萃取又称离子对萃取。如某些 金属以络阴离子或络阳离子形成离子缔 合物的形式被萃取。
离子对的形成符合最小电荷密度原理
离子体积越大，电荷越少, 越容易形成疏水性的离子 缔合物
z1+ r1 r2 z2-
L
通常离子缔合物的萃取是选择或创造条件 成为具有单电荷的而且是大的阴阳离子对。
2. 缔合物萃取体系平衡
碱性染料离子缔合物萃取 碱性染料化合物在酸性条件下形
成大阳离子，利用它们与样品阴离
子缔合成中性分子进行萃取。
C(OH)
NR2 + H+
C
+ NR2 + H2O
碱性染料具有一个共同的特点，即其分子 内吸电子基的氮原子上具有自由的未交换的 电子对，可牢固地结合一个质子而发生离子 化作用，中性染料分子转变成一价大阳离子。

螯合物萃取体系
（1）螯合物萃取体系概述
螯合物是（旧称内络盐） 中心离子(亲水性)与多配位体的 是由中心离子和多齿配体结 螯合剂形成具有环状结构的螯合 合而成的具有环状结构的配 物（疏水性），因而能被萃取。 合物。 如：Cu 2+ -DDTC(铜试剂） 形成的螯合物能被CHCl3萃取。
注意：并非任何螯合剂都可用作 萃取剂，如：EDTA，邻二氮菲等。

示例： 甲基紫-TlCl4-
（2）金属阳离子的离子缔合物
水合金属阳离子与适当的配位剂作
用，形成没有或很少配位水分子的 配阳离子．然后与阴离子缔合，形 成疏水性的离子缔合物。 示例： Cu2+与2，9—二甲基一1，10—邻二 氮菲的螯合物带正电荷，能与氯离 子生成可被氯仿萃取的离子缔合物。
解 控制溶液的酸度提高萃取的选择性
青霉素的分配平衡
Hale Waihona Puke Baidu青霉素采用醋酸丁酯萃取时
pH=4.4 pH>4.4 pH<4.4 不能进行 青霉素由有机相转入水相（反萃取） 青霉素被萃取到有机相
干扰的消除
当两种或多种金属离子与螯合剂均形成可 萃取的螯合物时，可加入掩蔽剂使其中的一种 或多种金属离子形成易溶于水的配合物而相互 分离。 常用的掩蔽剂有：EDTA，酒石酸盐，柠 檬酸盐，草酸盐及焦磷酸盐等。例如，用二苯 氨基脲-CHCl3萃取汞时，可用焦磷酸盐掩蔽 锌、铅、铁、钴、镍、铜等元素。
“ 羊盐萃取”
含氧的有机萃取剂如醚类、醇类等
的氧原子具有孤对电子，它们能与 氢质子或其他阳离子结合而形成羊
离子，羊离子可以与金属离子结合形 成易溶于有机溶剂的羊盐而被萃取。
羊盐萃取条件
使用含氧溶剂，其形成 羊盐能力为： R2O(醚) < ROH(醇) < RCOOH(酸) < RCOOR(酯) < RCOR(酮) < RCOH； 采用高酸度，一般要求[H+] 要达到（5 ~ 15） mol/L； 被萃物酸根阴离子不能有大的亲水性； 金属离子能与阴离子形成疏水性的配合阴 离子 。
有机溶剂的选择：
根据相似相溶原理，尽量选择与螯合剂极 性相似的溶剂，即让螯合剂在有机溶剂的 溶解度越高，其分配常数越大。 一般选择惰性溶剂。 为便于分层，萃取溶剂与水的密度差别要 大，粘度要小。 选择挥发性以及毒性小、不易燃烧的

酸度的选择
溶液的酸度尽可能小， 但不易过小，否则易发生金属离子水
注意：某些情况下，掩蔽剂还会影响D值，甚至改变定 量萃取的pH范围。
缔合物萃取条件选择 p59
四. 萃取分离技术 （一）萃取方式 （二）分层 （三）洗涤 （四）反萃取
4.4 萃取分离技术
在实验室中进行萃取分离主要有以下三种方式。
a．单级萃取 又称间歇萃取法。
通常用60一125mL的梨形分液漏斗进行萃取，萃取 一般在几分种内可达到平衡，分析多采用这种方式。
（2）螯合物萃取体系的特点
a.螯合剂（应有较多的疏水基团）溶于有机相， 难溶于水相，有些也（微）溶于水相，但在水 相中的溶解度依赖于水相的组成特别是pH值 （双硫腙溶于碱性水溶液） b.螯合剂在水相与待萃取的金属离子形成不带电 荷的中性螯合物，使金属离子由亲水性转变为 亲油性 c.螯合物萃取体系广泛应用于金属阳离子的萃取 d.主要适用于微量和痕量物质的分离，不适用于 常量物质的分离，常用于痕量组分的萃取光度 法测量。
离子缔合物萃取体系的特点： （1）离子的体积越大，电荷越少，越容易形 成疏水性的离子缔合物 （2）选择性差。 常用的萃取体系 （1）金属配阳离子的离子缔合物 （2）金属阴离子

（1）金属配阴离子或无机酸根的离子缔合物
许多金属离子能形成配阴离于(如
GaCl4- ，TlCl4-等)；许多无机酸 在水溶液中以阴离子形式存在(如 WO42-)，利用大分子量的有机阳离 子形成疏水性的离子缔合物。
焦油废水中油分和酚的分离测定
●分离的依据：
油易溶于非极性的有机溶剂中，而酚在pH值较 高时以离子状态存在于水相，在pH值较低时则 以分子形式存在而易溶于有机溶剂。
分离流程如下： 先调节废水的pH值 用CCl4萃 取油分 CCl4萃取 酚
为12
调节萃余液的pH值 为5
天然水中痕量铅的富集分离与测定
萃取剂： 萃取溶剂： 萃合物：
双硫腙 CCl4 双硫腙-Ag+络合物
萃取法基本参数
① 分配定律和分配比
②
③
分离系数
萃取率与萃取次数
分配系数和分配比
A 水 A油
分配定律：在一定的温度下，当萃取分配过 程达到平衡时，溶质在互不相溶的两相中的 浓度比为一常数。即
分配系数
KD
[ A]油 [ A]水
“表示两种分离组分分离的可能性和效果” =1时， DA = DB，表示组A和B不能通过溶剂 萃取被分离 ＞1时， DA ＞ DB，表示组A和B可以通过溶 剂萃取被分离，越大，分离效果越好； ＜1时， DA ＜ DB，表示组A和B可以通过溶 剂萃取被分离，越小，分离效果越好；

萃取体系分类
内络盐萃取体系
缔合物萃取体系
金属阴离子萃取体系
金属配阳离子 缔合物萃取体系
§4.2.3 缔合物萃取体系平衡
阳离子(金属配位离子 )和阴离子
通过静电引力相结合而形成的电中性 化合物称为离子缔合物。如果该缔合物
具有较大的疏水性，那么它易溶于有机溶 剂而被萃取。即，
A B A B A B 有机
常见的亲水基团: —OH、—SO3H、—COOH、 —NH2、=NH等。
常见的疏水基团: —R、—RX、—Ar等。
（1）对被分离物质溶解度大而对杂质溶解度小 的溶剂（使被分离物质从混合组分中有选择 性地分离）； （2）对被分离物质溶解度小而对杂质溶解度大 的溶剂； （3）溶剂的选择原则：“相似相溶”；
（3）常用的螯合物萃取体系



8-羟基喹啉：萃取Pd2+、Fe3+、Al3+、Co2+、 Zn2+、Tl3+、Ga3+、In3+等金属离子 双硫腙：萃取Hg2+、Pb2+、Cd2+、Co2+、Cu2+ 、 Zn2+、Sn2+、等重金属离子 铜试剂：萃取Cu2+ 乙酰基丙酮： Al3+、 Cr3+、 Co2+、 Th4+、 Be2+、Sc3+等金属离子 丁二酮肟：萃取Ni2+
物质的亲水 性和疏水性
非极性基团
极性基团
无机盐类溶于水，发生离解形成水合离子， 它们易溶于水中，难溶于有机溶剂，物质的这 种性质称为亲水性。离子化合物，极性化合物 是亲水性物质。
许多非极性有机化合物，如烷烃、油脂、萘、 蒽等难溶于水，而易溶于有机溶剂，物质的这 种性质称为疏水性（亲油性）。
物质对水的亲疏性是有一定规律的： (1) 离子都有亲水性。 (2) 亲水基团越多亲水性越强。 (3) 疏水基团越多、分子量越大、 疏水性越强。
8
Light phase
萃取相
杂质
萃取剂
溶质
料液（原）
Heavy phase、萃余相
溶剂萃取的本质
[本质] 将物质由亲水性转化为疏水性 的过程，即把物质从水相进入有机相 的过程。（相反的过程称为反萃取） 亲水性（hydrophilic） 易溶于水难溶于有机溶剂的性质。 疏水性（hydrophobic） 易溶于有机溶剂难溶于水的性质。
产生乳浊液原因
1 因振荡过于激烈。使一相在另一相中高度分散。 形成乳浊液； 2 反应中生成某种微溶化合物，既不溶于水相，也 不溶于有机相，以致在界面上出现沉淀，形成乳 浊液； 3 金属离子水解析出胶状沉淀。