(优选)萃取分离法

在萃取分离达到平衡时溶质在两相中的浓度比称为
A.浓度比 B.萃取率 C.分配系数 D.萃取回收率
C
萃取分离中, 在什么情况下, 分配系数K与分配
比D相等?
A.溶质在两相中的溶解度相同
B.溶质在两相中的存在形式相同
C.溶质在两相中的Ksp相同
B
D.分配系数K=1
液-液萃取分离的基本原理是利用物质在两相中的
解:
(1). 全量一次萃取时:
m1 = mo (
Vw
)1
D V o +V w
= 10 (
100
) = 0.13 mg
85x90 +100
(2). 每次用30 mL分3次萃取时:
E
m o,总 m W,总＋m o,总
＝10－5.4 10－4 ＝99.95％ 10
可见: 同量的萃取溶剂,分几次萃取的效率 比一次的萃取的效率高
Vw
m2
m1
(
VW DVo
VW
)1
mo
(
VW DVo
VW
)
2
……
n 次萃取, 水相中剩余的量为mn g , 则:
Vw
n
mn = mo(
)
D V o +V w
E
A在有机相中的总量 A在两相中的总量和
mo mn mo
例2. 有100mL含I210mg的水溶液,用90mLCCl4分 别按下列情况萃取(D=85):(1)全量一次萃取; (2) 每次用30mL分3次萃取. 求萃取百分率各为多少?
解:
E
D
D VW / VO
18
E=
= 94.7%
18 + 1
当 VW = VO 时, E 完全取决于D D= , E = 100%, 一次能萃取完全
D = 100, E = 99%, 一次萃取不完全, 需萃取
二次(痕量分析一次可以) E
D
D = 18, E = 94.7%,
D VW / VO
规律: (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.
常见的亲水基团: —OH、—SO3H、—COOH、 —NH2、=NH等。
( 实际上, 物质形成氢键的能力是物质亲水 性的重要标志 O>N>S)
常见的疏水基团: —R、—RX、—Ar等。
例:
用丁二酮肟作萃取剂,CHCl3为溶剂,萃取Ni2+时, Ni2+能从水相进入有机相的原因是( )
A. Ni2+离子的电荷被中和 B. 溶液的酸度发生了变化 C. 引入了疏水基团 D. 水合离子的水分子被置换
ACD
二、分配定律 任何物质在水相、有机相都会有一定的溶解度。
1891年，Nernst发现了分配定律：“在一定温度 下，当某一物质在两种互不混溶的溶剂中分配达到 平衡时，则该物质在两相中的浓度之比为一常数。” 即：
生了离解、缔合等副反应，则应校正存在形式的
影响，即用分配比D。
三、D
D
[A1 ]O
[A
' 2
]O
[A1]W [A2 ]W
[A
' i
]O
[An ]W
CO CW
若两相体积相等, D > 1,则A进入有机相的多; 若两相体积相等, D < 1,则A进入水相的多。
例:
电离平衡:
[H+]w[Ac-]w
（优选）萃取分离法
2. 溶剂萃取定义
利用与水不相溶的有机溶剂与试液 （一般为水相）一起振荡，由于各种不 同物质，在不同的溶剂中分配系数的大 小不等，这时一些组分进入有机相中， 另一些组分仍留在水相中，从而达到分 离和富集的目的。
3．溶剂萃取优点
溶剂萃取具有选择性好、回收率高、 设备简单、操作简便、快速，以及易于 实现自动控制等特点，因此一直受到广 泛重视。至今为止已研究了90多种元素 的溶剂萃取体系。
缺点：劳动强度大、有机溶 剂易挥发、易燃、毒。
第一节 溶剂萃取法的基本原理
一、本质：物质由亲水性转化为 疏水性的过程。
１.亲水性
疏水性 (亲脂性).
亲水性: 易溶于水难溶于有机溶剂的性质. 疏水性: 易溶于有机溶剂难溶于水的性质.
2.选一结构相似的溶剂, 使欲测物最大限度 地转入另一相中.（相似相溶规则）
Aw
Ao
[A] o KD=
[A]w
Bw
Bo
[B]o KD=
[B]w
KD叫分配系数，仅是T的函数
前提：1、I = 0 2、两相中存在形式相同
校正一：若浓度较高（I ≠ 0），则应校正 I 的影
响，即用活度比PD代替浓度比KD。
PD
o w
o[ A]o w[ A]w
o w
KD
校正二：若萃取物在两相的存在形式不同，如发
剩m1 g, 则有O相有: (mo - m1) g
mo - m1
=
Vo
m1
Vw
移项, 整理:
m1 = mo (
Vw
)1
D V o +V w
在用新鲜的
Vபைடு நூலகம் mL
萃取, 完成后,W相A还剩m2 g, 则O相有:
(m1 – m2) g
D = C A ,o C A ,w
m1 - m2
=
Vo
m2
移项, 整理:
A.Ksp不同
B.溶解度不同
C.分配系数不同 D.存在形式不同
C
四、E （萃取百分率）
[定义]：
E
A在有机相中的总量 A在两相中的总量和
CA,O VO
DVO
CA,O VO CA,W VW DVO VW
D
D VW / VO
[ V W / V O ], D
;E
例1:在HCl介质中,用乙醚萃取Ga时,D = 18,若萃 取Ga时V水 = V有,则Ga的E = ?
D = 10, E = 90%, 需连续萃取多次
D = 1 , E = 50%, 萃取完全比较困难
D < 1 , 反萃取
可见: 当 D 较小时,一次萃取不能满足分析的要
求.为提高萃取效率,可采取连续萃取的方法.
设最初:
VW mL mo A
D = C A ,o C A ,w
Vo 萃取完成后, W相A还
Ka =
[HAc]w
聚合平衡:
Kp =
[(HA c)2]o
2
[HA c]o
分配比:
分配平衡:
CHA c , o D=
[HAc]o =
+ 2 [(HAc)2]o
KD =
CHA c , w
[HAc]w + [A c ]w
[HAc]o [HAc]w
= KD ( 1 +2 Kp [ HAc ]o ) 1 + Ka / [ H+ ]w
可见：D随[HAc]o 和[H+]w而变！
例:
分配比:
配合平衡:
K=
[ I 3-] w
[I 2]w[I -]w
分配平衡:
KD =
[ I 2]o [ I 2]w
D = C I2, o =
[ I 2]o
=
KD
C I2, w
[ I 2]w + [I3-]w
1 +K [ I - ]w
可见: D随[ I- ]W而变!