萃取分离法PPT课件
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第五章萃取技术.课件
有机溶剂中胶束 的表面活性剂分子的 疏水尾部向外，而亲 水头部向内，称为反 胶束。
当表面活性剂在有机溶剂中形成 反胶束时，水在有机溶剂中的溶解 度随表面活性剂浓度线性增大。
通过测定有机相中平衡水浓度的 变化，可以确定形成反胶束的最低 表面活性剂浓度。
反胶束的形成是表面活性剂分子 自发形成的纳米尺度的聚集体，是热 力学稳定的体系。
K a AH
（5-3）
其中，Ka为弱酸的解离常数；
[AH]和[A-]分别为游离酸和其酸根离 子的浓度。
如果在有机相中溶质不发生缔和， 仅以单分子形式存在，则游离的单分 子溶质符合分配定律，其分配常数为
Aa
AH
AH
（5-4）
其中，AH 表示有机相中游离酸的
浓度，Aa为游离酸的分配常数。
利用一般的分析方法测得的水 相浓度为游离酸和酸根离子的总 浓度，故为方便起见，用水相总
3．物理萃取和化学萃取
物理萃取
定义：溶质根据相似相溶原理在两相间 达到分配平衡，萃取剂与溶质间不发生 化学反应。
应用：广泛应用于抗生素及天然植物中 有效成分的提取。如利用乙酸丁酯萃取 青霉素。
化学萃取
定义：利用脂溶性萃取剂与溶质的化 学反应生成脂溶性复合分子，使溶质 向有机相分配。
应用：用于氨基酸、抗生素和有机酸 等生物产物的分离回收。
液体
双水相萃取
萃取剂
液固萃取（浸取）
固体原料 超临界流体
液体原料
2．反 萃 取
定义：调节水相条件，将目标产物从有机相 转入水相的操作。
作用：为了进一步纯化目标产物或便于后续 分离操作。
洗涤：常常加在萃取与反萃取操作之间，目 的是除去与目标产物同时萃取到有机相的杂 质，提高反萃取液中目标产物纯度。
当表面活性剂在有机溶剂中形成 反胶束时，水在有机溶剂中的溶解 度随表面活性剂浓度线性增大。
通过测定有机相中平衡水浓度的 变化，可以确定形成反胶束的最低 表面活性剂浓度。
反胶束的形成是表面活性剂分子 自发形成的纳米尺度的聚集体，是热 力学稳定的体系。
K a AH
（5-3）
其中，Ka为弱酸的解离常数；
[AH]和[A-]分别为游离酸和其酸根离 子的浓度。
如果在有机相中溶质不发生缔和， 仅以单分子形式存在，则游离的单分 子溶质符合分配定律，其分配常数为
Aa
AH
AH
（5-4）
其中，AH 表示有机相中游离酸的
浓度，Aa为游离酸的分配常数。
利用一般的分析方法测得的水 相浓度为游离酸和酸根离子的总 浓度，故为方便起见，用水相总
3．物理萃取和化学萃取
物理萃取
定义：溶质根据相似相溶原理在两相间 达到分配平衡，萃取剂与溶质间不发生 化学反应。
应用：广泛应用于抗生素及天然植物中 有效成分的提取。如利用乙酸丁酯萃取 青霉素。
化学萃取
定义：利用脂溶性萃取剂与溶质的化 学反应生成脂溶性复合分子，使溶质 向有机相分配。
应用：用于氨基酸、抗生素和有机酸 等生物产物的分离回收。
液体
双水相萃取
萃取剂
液固萃取（浸取）
固体原料 超临界流体
液体原料
2．反 萃 取
定义：调节水相条件，将目标产物从有机相 转入水相的操作。
作用：为了进一步纯化目标产物或便于后续 分离操作。
洗涤：常常加在萃取与反萃取操作之间，目 的是除去与目标产物同时萃取到有机相的杂 质，提高反萃取液中目标产物纯度。
萃取课件专题知识课件
=K0 /(1 ＋10 pH － pK )
对于弱碱性电解质
K
K0
Kp
Kp H
=K0 /(1 ＋10 pK － pH )
K0－只与T、P有关； K－与T、P和pH有关 K可经过试验求出，而K0不能，可由公式求出。
有机溶剂旳选择
根据相同相溶旳原理，选择与目旳产物极性相近 旳有机溶剂为萃取剂，能够得到较大旳分配系数 （根据介电常数判断极性）；
溶剂萃取概述
分液漏斗
有机相 水相
一般工业液液萃取过程
料液 （待分离物
质＋杂质 萃 取
萃取液 （待分离物 质＋少量杂质
洗 涤 剂
洗 涤
萃取剂 ＋稀释剂
杂质+少量 萃残液 待萃物质 （杂质）
反
萃 萃取剂＋稀释剂
剂
（待返回使用）
待反 萃萃 物取 质
产物（待萃物质）
生物萃取与老式萃取相比旳特殊性
生物工程不同于化工生产，主要体现在生物 分离往往需要从浓度很稀旳水溶液中除去大 部分旳水，而且反应液中存在多种副产物和 杂质，使生物萃取具有特殊性。
青霉素旳分配平衡
弱电解质旳分配系数：
热力学分配系数K0 ：萃取平衡时，单分子化 合物溶质在两相中浓度之比。
Kp=
弱酸性电解质K0＝ [AH]/[AH] 弱碱性电解质K0 ＝ [B]/[B]
弱电解质旳表观分配系数K：
分配达平衡时，溶质在两相旳总浓度之比
对于弱酸性电解质
H K K0 K p H
亲水
亲油基团 亲油
亲水基团伸向水中，亲油基团伸向油中。
乳浊液类型
当将有机溶剂（通称为油）和水混在一起搅拌时，可
能产生两种形式的乳浊液。
萃取和重结晶课件
手握分液漏斗的姿势
萃取和重结晶
2、每振摇几次后，就要将漏斗尾部向上倾斜（朝无人处）打开活塞 放气,以解除漏斗中的压力。如此重复至放气时只有很小压力后，再剧烈 振摇2～3min，静置，待两相完全分开后。
3、打开上面的玻塞，再将活塞缓缓旋开，下层液体自下口放出，有 时在两相间可能出现一些絮状物也同时放去。然后将上层液体从分液漏斗 的上口倒出。
萃取和重结晶
萃取和重结晶
分液漏斗的使用
1、使用前应先检查下口活塞和上口塞子是否有漏液现象。 分液漏斗中盛少量水，检查它的活塞和顶塞及磨口是否匹配
检漏 将被萃取溶液倒入分液漏斗中，然后加入少量萃取剂。塞紧顶塞， 先用右手食指末节将漏斗上端玻塞顶住，再用大拇指及食指和中指握住 漏斗，用左手的食指和中指蜷握在活塞的柄上。然后将漏斗平放，前后 摇动或作圆周运动，使液体振动起来，两相充分接触，以提高萃取效率
讲授内容：
❖ 萃取的原理 ❖液－液 萃取操作 ❖ 液－固萃取操作 ❖ 重结晶的原理 ❖ 重结晶操作
萃取和重结晶
萃取的原理及操作
萃取和重结晶
实验原理
萃取是物质从一相向另一相转移的操作过程。它是有 机化学实验中用来分离或纯化有机化合物的基本操作之一。 应用萃取可以从固体或液体混合物中提取出所需要的物质， 也可以用来洗去混合物中少量杂质。前者通常称为“萃取” （或“抽提”），后者称为“洗涤”。所以洗涤实际上也 是一种萃取。 根据被提取物质状态的不同，萃取分为两种：
萃取和重结晶
一般从水溶液中萃取有机物时，选择合适萃取溶剂的 原则是：
①萃取的溶剂在水中溶解度很小或几乎不溶； ②被萃取物在溶剂中要比在水中溶解度大； ③溶剂与水和被萃取物都不反应； ④萃取后溶剂易于和溶质分离开，最好用低沸点溶剂， 萃取后溶剂可用常压蒸馏回收。 ⑤价格便宜，操作方便，毒性小、不易着火也应考虑。
萃取和重结晶
2、每振摇几次后，就要将漏斗尾部向上倾斜（朝无人处）打开活塞 放气,以解除漏斗中的压力。如此重复至放气时只有很小压力后，再剧烈 振摇2～3min，静置，待两相完全分开后。
3、打开上面的玻塞，再将活塞缓缓旋开，下层液体自下口放出，有 时在两相间可能出现一些絮状物也同时放去。然后将上层液体从分液漏斗 的上口倒出。
萃取和重结晶
萃取和重结晶
分液漏斗的使用
1、使用前应先检查下口活塞和上口塞子是否有漏液现象。 分液漏斗中盛少量水，检查它的活塞和顶塞及磨口是否匹配
检漏 将被萃取溶液倒入分液漏斗中，然后加入少量萃取剂。塞紧顶塞， 先用右手食指末节将漏斗上端玻塞顶住，再用大拇指及食指和中指握住 漏斗，用左手的食指和中指蜷握在活塞的柄上。然后将漏斗平放，前后 摇动或作圆周运动，使液体振动起来，两相充分接触，以提高萃取效率
讲授内容：
❖ 萃取的原理 ❖液－液 萃取操作 ❖ 液－固萃取操作 ❖ 重结晶的原理 ❖ 重结晶操作
萃取和重结晶
萃取的原理及操作
萃取和重结晶
实验原理
萃取是物质从一相向另一相转移的操作过程。它是有 机化学实验中用来分离或纯化有机化合物的基本操作之一。 应用萃取可以从固体或液体混合物中提取出所需要的物质， 也可以用来洗去混合物中少量杂质。前者通常称为“萃取” （或“抽提”），后者称为“洗涤”。所以洗涤实际上也 是一种萃取。 根据被提取物质状态的不同，萃取分为两种：
萃取和重结晶
一般从水溶液中萃取有机物时，选择合适萃取溶剂的 原则是：
①萃取的溶剂在水中溶解度很小或几乎不溶； ②被萃取物在溶剂中要比在水中溶解度大； ③溶剂与水和被萃取物都不反应； ④萃取后溶剂易于和溶质分离开，最好用低沸点溶剂， 萃取后溶剂可用常压蒸馏回收。 ⑤价格便宜，操作方便，毒性小、不易着火也应考虑。
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 。
第三章 萃取分离法
c( HL)o n D K ( ) c( H )w
*
1、配位萃取体系
萃取条件的选择
c( HL)o n 由 D K ( ) 可知： c( H )w
*
① 分配比与被萃取组分的浓度无关，与萃取剂 和萃取溶剂性质有关； ② 若有机相中萃取剂的浓度一定时，分配比由 溶液酸度决定；
萃取条件的选择
1、配位萃取体系
配位萃取平衡
C Ao c( MLn )o D C Aw c( M n )w c( MLn )w
忽略c(Mn+)w，代入上述平衡常数：
n K D n Ka c( HL)o n D ( ) 'n KD c( H )w
对于确定的萃取体系，同KD、n、Ka、KD'为常数。
三、萃取分离方法
萃取过程
选择适当的萃取剂改变样品的溶解性使其更容 易溶于萃取溶剂，然后进行萃取；
萃取体系分类
① 配位萃取体系：将样品转化为配合物而改变其
溶解性； ② 缔合物萃取体系：将样品转化为离子缔合物而 改变其溶解性；
1、配位萃ห้องสมุดไป่ตู้体系
常用配位萃取剂
① 8-羟基喹啉：萃取绝大部分二价、三价，少量
D1 1 E E 0.84 D 5.25 1 E 1 0.84
（ 2）
E
D
Vw D 1 ( )n DVo Vw
n 1.9
二、萃取分离的基本原理
分离因数β——表征样品分离程度
同一萃取体系中相同萃取条件下两种组分分配 比的比值，即； DA DB β =1，DA=DB，表明两种组分不能萃取分离； β >1，DA>DB，表明两种组分可用油相萃取分离； β <1，DA<DB，表明两种组分可用水相萃取分离；
溶剂萃取分离法课件
缺点
萃取剂消耗量大
溶剂萃取分离法需要使用大量的有机溶剂作为萃取剂，增加了成 本和环境负担。
有机溶剂残留
在萃取过程中，有机溶剂可能会残留在目标物质中，影响产品质量 。
操作条件要求高
溶剂萃取分离法的操作条件如温度、压力、搅拌等要求较高，需要 严格控制。
改进方向
开发高效萃取剂
通过研发新型的高效萃取剂，降低溶剂用量 ，提高萃取效率。
优化实验条件
通过实验试错，优化实验条件， 提高萃取效率，减少实验时间。
01
确定目标
明确实验的目标，是分离某种特 定物质，还是进一步纯化某个样 品。
02
03
04
设计实验流程
确定萃取剂的用量、萃取的次数 、萃取剂的回收等实验流程。
实验仪器的准备和操作
01
02
03
04
准备实验仪器
包括分液漏斗、旋转蒸发器、 玻璃砂漏斗等萃取实验所需仪
生物学研究
在生物学研究中，溶剂萃 取法可用于提取生物组织 中的活性成分，如药物、 毒素和激素等。
环境监测
在环境监测中，溶剂萃取 法可用于提取水体和土壤 中的有害物质，如重金属 、有机污染物等。
在环境保护中的应用
废水处理
溶剂萃取法可用于处理废水中的 有害物质，如重金属、有机污染 物等，降低废水对环境的危害。
土壤修复
在土壤修复中，溶剂萃取法可用于 提取土壤中的有害物质，如重金属 、有机污染物等，提高土壤的环境 质量。
大气污染控制
在大气污染控制中，溶剂萃取法可 用于去除空气中的有害气体和颗粒 物，提高空气质量。
04
溶剂萃取分离法的实验技术和操作 步骤
实验方案的设计和优化
选择合适的萃取剂
化工原理课件12萃取(LiquidExtraction)
05
萃取过程的优化与改进
提高萃取效率的途径
选择合适的萃取剂
根据待分离物质的特点和分离要 求，选择具有高选择性、高溶解
度、低能耗的萃取剂。
优化萃取工艺参数
通过调整温度、压力、浓度等工 艺参数，提高萃取效率和分离效
果。
强化传质过程
采用多级萃取、逆流萃取等工艺， 增加萃取剂与待分离物质接触机
会，提高传质效率。
3
萃取技术的优化
根据不同天然产物的性质和目标成分，选择合适 的萃取剂和工艺条件，提高萃取效率和纯度。
THANKS
感谢观看
它由多个塔板组成，液体在塔 内逐板下降，同时与上升的气 体或液体逆流接触，实现传质 与分离。
塔式萃取器的优点是处理能力 大、分离效果好，但结构复杂、 造价高、操作维护困难。
离心萃取器
离心萃取器利用离心力的作用使两液 相实现分离。
离心萃取器的优点是处理能力大、分 离效果好、结构简单、操作方便，但 制造成本较高。
04
萃取过程的设备
混合-澄清槽
混合-澄清槽是一种简单的萃取 设备，适用于两相接触后能迅速
分离的情况。
它由一个混合室和一个澄清室组 成，混合室用于使不相溶的两液 相混合，澄清室则用于分离两液
相。
混合-澄清槽结构简单，操作方 便，但处理能力较小，且分离效
果不够理想。
塔式萃取器
塔式萃取器是一种常见的萃取 设备，适用于处理大量物料。
双水相萃取技术
利用两种水相间物质分配的差异，实现高效分离和纯化。
06
萃取过程的实例分析
工业废水处理中的萃取应用
工业废水中的有害物质
01
工业废水可能含有重金属、有机污染物等有害物质，对环境和
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的定量关系。
Berthelot .
5
溶剂萃取法的发展过程
1891年Nernst从热力学观点出发阐 明了液-液分配的定量关系。
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
.
6
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。
OsO4 ＋ H2O HOsO5－＋H＋ HOsO5－ OsO52－ ＋H＋ OsO4在CCl4中聚集：
osmium （ Os，锇é） 来自希腊文 中“易挥发”
4 OsO4 (OsO4)4 水相形态： OsO4 ， HOsO5－ ， OsO52－ CCl4相形态： OsO4 ，(OsO4)4
.
缺点
• 有机溶剂易挥发，多对人体有害
• 手工操作比较麻烦，费时
• 分离效率（柱效）不高。（比LC小2－3个数量级）
.
7
6.1.1 基本概念
1. 分配平衡常数 （ A） H2O （ A） org
（萃取）分配常数KD
KD
[ A]org [ A]H2O
KD为常数的条件：
（1）溶质A在溶液中的浓度极低；
（2）A在两相中的分子形态相同；
.
14
多次萃取
经n次萃取后，水相中残留溶质A的平衡浓度Cn为：
Cn C0(VaVqa/Vq/oVrogrgD)n
当Vaq＝Vorg时：
Cn
C0
1 (1D)n
式中C0为水相中A的最初浓度，即总浓度。
.
15
4. 分离系数 （分离因子）
当水相中同时存在两种以上的溶质时，其在两 相中分配比不同，萃取后，在两相中相对含量发生
(2) 可萃取络合物在水相和有机相间的分配平衡
(3) 可萃取络合物在有机相中的化学反应 （聚合，离解或与其它组分反应）
.
17
2. 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）
（3）温度一定。
.
8
碘在水和CCl4之间的分配（25C）
[I2]H2O , mol/L 0.114810－2 0.076210－2 0.050010－2 0.032010－2
[I2]CCl4 , mol/L 10.0910－2 6.5210－2 4.2610－2 2.7210－2
KD
87.89 85.54 85.20 85.00
.
9
热力学分配平衡常数K0
K0 oarq g[[A A ]]oarqg a orq gKDoarqg
KD也称（萃取）分配系数
.
10
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： OsO4在水中水解：
.
18
6.1.2.1 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：磷酸三丁酯（TBP）-煤油体系从硝酸溶液中萃取硝酸铀酰
被萃取物形式：UO2(NO3)2 （铀的其他形态如UO22＋, UO2NO3＋等不被萃取）
11
分配比（D）
因为同一物质的每种形态在两相中的分配系数都不一
样，故分配比定义为某种物质在两相之间各形态总浓度的
比值。
D
CoArg CaAq
i
[Ai ]org [Ai ]aq
i
注：1. 分配比不一定是常数，随实验条件（pH，萃取
剂，溶剂，盐析剂等）而变化。
2. 当溶质在两相中只有一种形态时，D＝KD。
萃取剂：TBP（磷酸三丁酯）
反萃取——被萃物进入有机相后，再用水相将其中部分组 分萃取出来。主要目的是把随目标物质进入有机相的杂质 除掉。
.
4
溶剂萃取法的发展过程
19世纪中期人们就知道用有机溶剂萃取某些 无机物。如1842年Peligot用二乙醚萃取硝酸 铀酰。
Peligot 1872年Berthelot和Jungfleisch根据经验提出了液-液分配
第六章 chapter 6
萃取分离法
Extraction separation method
.
1
主要内容
6.1 溶剂萃取
6.2 胶体萃取
6.3 双水相萃取
6.4 超临界流体萃取
6.5 固相萃取
6.6 溶剂微胶囊萃取
.
2
6.1 溶剂萃取
实例:
CCl4
I2水溶液
H2O I2 / CCl4
原因:
I2在CCl4中的溶解度大于在水中的溶解度， I2在相间的转移是物理过程。而更多的情况下， 被萃取对象要与试剂（萃取剂）发生化学作用。
D V a/q V org
可见：E的大小取决于分配比和相比（两相体
积比）
.
13
当相比为1（即Vaq＝Vorg）时：
E% D 10% 0 D1
• 分配比D较小时，可以减小相比（即增加有机溶剂体 积）提高萃取率，但增大有机溶剂体积会使有机相中 溶质浓度降低，不利于后继分离和测定工作。
• 所以，通常是采用多次萃取或连续萃取来提高萃取率。
.
3
溶剂萃取（solvent extraction，液-液萃取）
定义：溶于某一液相中的组分，在与第二液相接触后转入第
二液相的过程。通常是水相-有机相。
原理：利用组分在两互不相溶的溶剂之间的分配行为的差异
进行分离的方法。
萃取——泛指任意两相间的传质过程，包括液-固萃取（固 相萃取）、SFE、逆流（色谱）萃取等。
变化。通常用分离因子（或分离系数） 表示两种
溶质相互分离的程度。
A,B
DA DB
C CooBArrgg//C CaaBAqq
对于单一形态溶质，D＝KD ，于是有：
A,B
K
A D
K
B D
A，B越大，A和B两种溶质就越容易分离。
.
16
6.1.2 主要萃取体系
1. 萃取过程
(1) 水相中可萃取络合物的生成
.
12
3. 萃取率（E） E%溶 溶质 质在 在两 有相 机中 相的 中1总 的0％ 0量 量
对于一次萃取：
E% CorVgorg 10% 0 CorVgorgCaV qaq
以CaqVorg除上式，得：
E % C o/rC g aq 1% 00 D 1% 00
C or /C g a q V a/q V org
Berthelot .
5
溶剂萃取法的发展过程
1891年Nernst从热力学观点出发阐 明了液-液分配的定量关系。
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
.
6
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。
OsO4 ＋ H2O HOsO5－＋H＋ HOsO5－ OsO52－ ＋H＋ OsO4在CCl4中聚集：
osmium （ Os，锇é） 来自希腊文 中“易挥发”
4 OsO4 (OsO4)4 水相形态： OsO4 ， HOsO5－ ， OsO52－ CCl4相形态： OsO4 ，(OsO4)4
.
缺点
• 有机溶剂易挥发，多对人体有害
• 手工操作比较麻烦，费时
• 分离效率（柱效）不高。（比LC小2－3个数量级）
.
7
6.1.1 基本概念
1. 分配平衡常数 （ A） H2O （ A） org
（萃取）分配常数KD
KD
[ A]org [ A]H2O
KD为常数的条件：
（1）溶质A在溶液中的浓度极低；
（2）A在两相中的分子形态相同；
.
14
多次萃取
经n次萃取后，水相中残留溶质A的平衡浓度Cn为：
Cn C0(VaVqa/Vq/oVrogrgD)n
当Vaq＝Vorg时：
Cn
C0
1 (1D)n
式中C0为水相中A的最初浓度，即总浓度。
.
15
4. 分离系数 （分离因子）
当水相中同时存在两种以上的溶质时，其在两 相中分配比不同，萃取后，在两相中相对含量发生
(2) 可萃取络合物在水相和有机相间的分配平衡
(3) 可萃取络合物在有机相中的化学反应 （聚合，离解或与其它组分反应）
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2. 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）
（3）温度一定。
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8
碘在水和CCl4之间的分配（25C）
[I2]H2O , mol/L 0.114810－2 0.076210－2 0.050010－2 0.032010－2
[I2]CCl4 , mol/L 10.0910－2 6.5210－2 4.2610－2 2.7210－2
KD
87.89 85.54 85.20 85.00
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9
热力学分配平衡常数K0
K0 oarq g[[A A ]]oarqg a orq gKDoarqg
KD也称（萃取）分配系数
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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： OsO4在水中水解：
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6.1.2.1 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：磷酸三丁酯（TBP）-煤油体系从硝酸溶液中萃取硝酸铀酰
被萃取物形式：UO2(NO3)2 （铀的其他形态如UO22＋, UO2NO3＋等不被萃取）
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分配比（D）
因为同一物质的每种形态在两相中的分配系数都不一
样，故分配比定义为某种物质在两相之间各形态总浓度的
比值。
D
CoArg CaAq
i
[Ai ]org [Ai ]aq
i
注：1. 分配比不一定是常数，随实验条件（pH，萃取
剂，溶剂，盐析剂等）而变化。
2. 当溶质在两相中只有一种形态时，D＝KD。
萃取剂：TBP（磷酸三丁酯）
反萃取——被萃物进入有机相后，再用水相将其中部分组 分萃取出来。主要目的是把随目标物质进入有机相的杂质 除掉。
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4
溶剂萃取法的发展过程
19世纪中期人们就知道用有机溶剂萃取某些 无机物。如1842年Peligot用二乙醚萃取硝酸 铀酰。
Peligot 1872年Berthelot和Jungfleisch根据经验提出了液-液分配
第六章 chapter 6
萃取分离法
Extraction separation method
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1
主要内容
6.1 溶剂萃取
6.2 胶体萃取
6.3 双水相萃取
6.4 超临界流体萃取
6.5 固相萃取
6.6 溶剂微胶囊萃取
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2
6.1 溶剂萃取
实例:
CCl4
I2水溶液
H2O I2 / CCl4
原因:
I2在CCl4中的溶解度大于在水中的溶解度， I2在相间的转移是物理过程。而更多的情况下， 被萃取对象要与试剂（萃取剂）发生化学作用。
D V a/q V org
可见：E的大小取决于分配比和相比（两相体
积比）
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当相比为1（即Vaq＝Vorg）时：
E% D 10% 0 D1
• 分配比D较小时，可以减小相比（即增加有机溶剂体 积）提高萃取率，但增大有机溶剂体积会使有机相中 溶质浓度降低，不利于后继分离和测定工作。
• 所以，通常是采用多次萃取或连续萃取来提高萃取率。
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3
溶剂萃取（solvent extraction，液-液萃取）
定义：溶于某一液相中的组分，在与第二液相接触后转入第
二液相的过程。通常是水相-有机相。
原理：利用组分在两互不相溶的溶剂之间的分配行为的差异
进行分离的方法。
萃取——泛指任意两相间的传质过程，包括液-固萃取（固 相萃取）、SFE、逆流（色谱）萃取等。
变化。通常用分离因子（或分离系数） 表示两种
溶质相互分离的程度。
A,B
DA DB
C CooBArrgg//C CaaBAqq
对于单一形态溶质，D＝KD ，于是有：
A,B
K
A D
K
B D
A，B越大，A和B两种溶质就越容易分离。
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6.1.2 主要萃取体系
1. 萃取过程
(1) 水相中可萃取络合物的生成
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3. 萃取率（E） E%溶 溶质 质在 在两 有相 机中 相的 中1总 的0％ 0量 量
对于一次萃取：
E% CorVgorg 10% 0 CorVgorgCaV qaq
以CaqVorg除上式，得：
E % C o/rC g aq 1% 00 D 1% 00
C or /C g a q V a/q V org