萃取分离法

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。
分离因数： A/B = DA / DB
“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；
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
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。
● 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。
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)）

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。
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。

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。
“ 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 。
（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。
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。


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
（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+
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。
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
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
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。
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”；
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
解 控制溶液的酸度提高萃取的选择性
青霉素的分配平衡
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。
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。
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
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

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。
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
子缔合成中源自文库分子进行萃取。
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。
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