第三章 溶剂萃取
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应,仅起溶解被萃取物,改变萃取剂的物理性质,(用来调 节萃取剂的浓度,降低有机相的粘度与密度,增加萃合物的 溶解度),使萃取两相易于分层的作用。通常是各种低芳烃 的烷烃混合物.
例:四氯化碳,三氯甲烷,苯,煤油等。
相比
溶剂萃取的两相,通常是指含有萃取剂(有时还有改质剂) 和稀释剂的有机相和含金属离子(或无机酸、碱)的水相。
主要内容:
第一节 基本概念 第二节 萃取平衡 第三节 各级萃取体系 第四节 影响萃取的各种因素 第五节 溶剂萃取分离法及其计算
要求:
1、了解萃取过程中的一些基本概念; 2、 熟悉萃取平衡时几个量(分配定律﹑分配比﹑萃取
率﹑分离系数和萃取平衡常数),并能进行有关这 些量的计算; 3、 熟悉六种萃取体系的特点﹑萃取剂﹑萃取机理和影 响萃取的各种因素; 4、 熟悉溶剂萃取分离法及其计算(单级萃取﹑多级错 流萃取和多级逆流萃取)
第一节 基本概念
一、萃取体系 二、萃取与反萃取 三、溶剂萃取的相比 四、饱和容量与操作容量 五、萃取平衡等温线
萃取体系
} 溶质A 料液 稀释剂B
萃取液S+A(B)
溶剂S
萃余液B+A(s)
萃取体系
Light phase Light phase
萃取剂
杂质 溶质
原溶剂
Heavy phase
实验室液液萃取过程
在实际生产中,萃取剂的负荷能力往往低于其饱和 容量,萃取剂这种实际萃取的溶质容量称为操作容量。
萃取平衡等温线(extraction isotherm )
等温下萃取达到平衡时,以水相中金属离子浓度对 有机相中金属离子浓度作图,所得的曲线称为萃取平衡 等温线。
Байду номын сангаас
萃取与反萃取
料液
(待萃物质
+杂质) 萃
取
第二节 萃取平衡
一、萃取过程的本质 二、萃取分离的基本参数 三、萃取平衡常数 四、萃取反应中的标准焓、熵、自由焓的变化 五、萃取体系的分类
一、萃取过程的本质:
将物质由亲水性转化为疏水性的过程。 例:萃取镍(P507, 5709)
水溶液中:Ni(H2O)62+ 亲水性
萃取体系
络合剂:是指溶于水相且与金属离子生成各种络合物的配位体
可分为: ① 助萃剂(助萃络合剂) ② 抑萃络合剂 助萃剂(助萃络合剂)
水相中加入能促进被萃取物的分配比或萃取率增大的络合 剂,是萃取过程中不可缺少的辅助试剂。 例:二安替比林甲烷(DAPM)萃取钴,生成能溶于CHCl3的 (DAPM)·H2[Co(SCN)4]。 抑萃萃取络剂合:剂DAPM;萃取溶剂:CHCl3; 助萃剂: SCN-
萃取体系
有时使用两种或两种以上萃取剂,其萃取性能超过各个萃取剂单 独使用时的效果,这种作用称协萃。
被萃取物指原先溶于水相,然后被有机相萃取的物质。 萃取液和萃余液
萃取分层后的有机相称为萃取液,此时的水相为萃余液。 无机酸用于控制水溶液的酸度,或参与萃取反应,或防止金属离
子的水解,使待萃取金属离子得到较好得分离。常用的无机酸: HCl, HNO3, H2SO4, HClO4, HBr. 盐析剂是指溶于水相不被萃取又不与金离子络合的无机盐。它使 自由水分子浓度降低,金属离子浓度增加,有利于萃取
洗 涤 剂 萃取液
(待萃物 洗
+少量杂 质)
涤
反 萃 萃取剂+稀释剂 取 (待返回使用)
待
萃
反
物
质
萃
萃取剂 +稀释剂
萃残液 (杂质) 杂质+少量
待萃物质
产物(待萃物质)
萃取、洗涤和反萃取操作示意图
洗涤:使杂质(含包藏水相)由有机相反萃到水相, 而被萃物 仍留在有机相。所以洗涤水相的条件选择应有利于杂质在水 中的分配, 如常在水中加入少量能与杂质元素络合的水溶性 络合剂。 反萃取:通过加入一种新的不含被萃物的水相, 与萃取液接 触, 使被萃物返回水相的过程。反萃取技术通常是调节水相 的酸度和络合剂、还原剂等组成, 或者络合反萃、还原反萃、 分步反萃等方法。可见, 洗涤是一种特殊的反萃取。 解萃:指把被萃物从有机相移出来的过程。除了反萃取外,还 可采用蒸发方式除去有机溶剂。如醚的除去,可往有机相加 入少量水,然后水浴加热除去醚。
指溶于水且与被萃金属离子形成溶于水而不溶于有机相的 试剂。抑萃剂的存在常降低萃取率和分配比。常用来提高分离 的选择性。
萃取体系
萃取溶剂
指与水不相混溶且能够构成连续有机相的液体。
活性萃取溶剂——可与被萃取物发生化学反应,形成配合物、
离子缔合物或溶剂化物。
例:磷酸三丁酯,正丁醇等。
惰性萃取溶剂(稀释剂)——本身不与被萃取物发生化学反
第一讲 无机物的溶剂萃取
萃取是有机化学
实验室中用来提
纯和纯化化合物
的手段之一。通
过萃取,能从固
体或液体混合物
中提取出所需要
基本原理:
的化合物。
利用化合物在两种互不相溶(或微溶)的溶剂中溶解度或分
配系数的不同,使化合物从一种溶剂内转移到另外一种溶剂
中。经过反复多次萃取,将绝大部分的化合物提取出来。
相比:就是在萃取过程中有机相体积与水相体积的比例,通 常用O/A表示。O代表有机相体积,A代表水相体积。在连续 萃取过程中,有机相和水相是连续供入的,此时相比就用连 续供入的有机相流量与水相流量的比例表示,这又称流比。 流比不一定完全等于萃取容器内的相比。
四、饱和容量与操作容量
在一定萃取体系中,单位浓度的萃取剂对某种溶质 的最大萃取能力,称为这种萃取剂的饱和容量(也称 极限浓度)。以单位体积浓度(1V/O)萃取剂的有机 相含被萃溶质的浓度(g/l)表示。
或基本不互溶。
有机相–由萃取剂和稀释剂组成。
萃取剂–能够与被萃金属相结合,并以萃合物形式转入有机相的
活性有机反应剂。
稀释剂–溶解萃取剂的一种低密度的有机溶剂。它是一种不与金
属发生作用的惰性溶剂,用来调节萃取剂的浓度,降低有机相的 粘度与密度,增加萃合物的溶解度。稀释剂通常是各种低芳烃的
烷烃混合物,如煤油。
分液漏斗
有机相 水相
一般工业液液萃取过程
料液
(待萃物质
+杂质) 萃
取
洗 涤 剂 萃取液
(待萃物 洗
+少量杂 质)
涤
萃取剂 +稀释剂
萃残液 (杂质) 杂质+少量
待萃物质
反 萃 萃取剂+稀释剂 取 (待返回使用)
待
萃
反
物
质
萃
产物(待萃物质)
一、萃 取 体 系
萃取体系–由有机相和水相组成,在同一个体系中两相互不相溶
例:四氯化碳,三氯甲烷,苯,煤油等。
相比
溶剂萃取的两相,通常是指含有萃取剂(有时还有改质剂) 和稀释剂的有机相和含金属离子(或无机酸、碱)的水相。
主要内容:
第一节 基本概念 第二节 萃取平衡 第三节 各级萃取体系 第四节 影响萃取的各种因素 第五节 溶剂萃取分离法及其计算
要求:
1、了解萃取过程中的一些基本概念; 2、 熟悉萃取平衡时几个量(分配定律﹑分配比﹑萃取
率﹑分离系数和萃取平衡常数),并能进行有关这 些量的计算; 3、 熟悉六种萃取体系的特点﹑萃取剂﹑萃取机理和影 响萃取的各种因素; 4、 熟悉溶剂萃取分离法及其计算(单级萃取﹑多级错 流萃取和多级逆流萃取)
第一节 基本概念
一、萃取体系 二、萃取与反萃取 三、溶剂萃取的相比 四、饱和容量与操作容量 五、萃取平衡等温线
萃取体系
} 溶质A 料液 稀释剂B
萃取液S+A(B)
溶剂S
萃余液B+A(s)
萃取体系
Light phase Light phase
萃取剂
杂质 溶质
原溶剂
Heavy phase
实验室液液萃取过程
在实际生产中,萃取剂的负荷能力往往低于其饱和 容量,萃取剂这种实际萃取的溶质容量称为操作容量。
萃取平衡等温线(extraction isotherm )
等温下萃取达到平衡时,以水相中金属离子浓度对 有机相中金属离子浓度作图,所得的曲线称为萃取平衡 等温线。
Байду номын сангаас
萃取与反萃取
料液
(待萃物质
+杂质) 萃
取
第二节 萃取平衡
一、萃取过程的本质 二、萃取分离的基本参数 三、萃取平衡常数 四、萃取反应中的标准焓、熵、自由焓的变化 五、萃取体系的分类
一、萃取过程的本质:
将物质由亲水性转化为疏水性的过程。 例:萃取镍(P507, 5709)
水溶液中:Ni(H2O)62+ 亲水性
萃取体系
络合剂:是指溶于水相且与金属离子生成各种络合物的配位体
可分为: ① 助萃剂(助萃络合剂) ② 抑萃络合剂 助萃剂(助萃络合剂)
水相中加入能促进被萃取物的分配比或萃取率增大的络合 剂,是萃取过程中不可缺少的辅助试剂。 例:二安替比林甲烷(DAPM)萃取钴,生成能溶于CHCl3的 (DAPM)·H2[Co(SCN)4]。 抑萃萃取络剂合:剂DAPM;萃取溶剂:CHCl3; 助萃剂: SCN-
萃取体系
有时使用两种或两种以上萃取剂,其萃取性能超过各个萃取剂单 独使用时的效果,这种作用称协萃。
被萃取物指原先溶于水相,然后被有机相萃取的物质。 萃取液和萃余液
萃取分层后的有机相称为萃取液,此时的水相为萃余液。 无机酸用于控制水溶液的酸度,或参与萃取反应,或防止金属离
子的水解,使待萃取金属离子得到较好得分离。常用的无机酸: HCl, HNO3, H2SO4, HClO4, HBr. 盐析剂是指溶于水相不被萃取又不与金离子络合的无机盐。它使 自由水分子浓度降低,金属离子浓度增加,有利于萃取
洗 涤 剂 萃取液
(待萃物 洗
+少量杂 质)
涤
反 萃 萃取剂+稀释剂 取 (待返回使用)
待
萃
反
物
质
萃
萃取剂 +稀释剂
萃残液 (杂质) 杂质+少量
待萃物质
产物(待萃物质)
萃取、洗涤和反萃取操作示意图
洗涤:使杂质(含包藏水相)由有机相反萃到水相, 而被萃物 仍留在有机相。所以洗涤水相的条件选择应有利于杂质在水 中的分配, 如常在水中加入少量能与杂质元素络合的水溶性 络合剂。 反萃取:通过加入一种新的不含被萃物的水相, 与萃取液接 触, 使被萃物返回水相的过程。反萃取技术通常是调节水相 的酸度和络合剂、还原剂等组成, 或者络合反萃、还原反萃、 分步反萃等方法。可见, 洗涤是一种特殊的反萃取。 解萃:指把被萃物从有机相移出来的过程。除了反萃取外,还 可采用蒸发方式除去有机溶剂。如醚的除去,可往有机相加 入少量水,然后水浴加热除去醚。
指溶于水且与被萃金属离子形成溶于水而不溶于有机相的 试剂。抑萃剂的存在常降低萃取率和分配比。常用来提高分离 的选择性。
萃取体系
萃取溶剂
指与水不相混溶且能够构成连续有机相的液体。
活性萃取溶剂——可与被萃取物发生化学反应,形成配合物、
离子缔合物或溶剂化物。
例:磷酸三丁酯,正丁醇等。
惰性萃取溶剂(稀释剂)——本身不与被萃取物发生化学反
第一讲 无机物的溶剂萃取
萃取是有机化学
实验室中用来提
纯和纯化化合物
的手段之一。通
过萃取,能从固
体或液体混合物
中提取出所需要
基本原理:
的化合物。
利用化合物在两种互不相溶(或微溶)的溶剂中溶解度或分
配系数的不同,使化合物从一种溶剂内转移到另外一种溶剂
中。经过反复多次萃取,将绝大部分的化合物提取出来。
相比:就是在萃取过程中有机相体积与水相体积的比例,通 常用O/A表示。O代表有机相体积,A代表水相体积。在连续 萃取过程中,有机相和水相是连续供入的,此时相比就用连 续供入的有机相流量与水相流量的比例表示,这又称流比。 流比不一定完全等于萃取容器内的相比。
四、饱和容量与操作容量
在一定萃取体系中,单位浓度的萃取剂对某种溶质 的最大萃取能力,称为这种萃取剂的饱和容量(也称 极限浓度)。以单位体积浓度(1V/O)萃取剂的有机 相含被萃溶质的浓度(g/l)表示。
或基本不互溶。
有机相–由萃取剂和稀释剂组成。
萃取剂–能够与被萃金属相结合,并以萃合物形式转入有机相的
活性有机反应剂。
稀释剂–溶解萃取剂的一种低密度的有机溶剂。它是一种不与金
属发生作用的惰性溶剂,用来调节萃取剂的浓度,降低有机相的 粘度与密度,增加萃合物的溶解度。稀释剂通常是各种低芳烃的
烷烃混合物,如煤油。
分液漏斗
有机相 水相
一般工业液液萃取过程
料液
(待萃物质
+杂质) 萃
取
洗 涤 剂 萃取液
(待萃物 洗
+少量杂 质)
涤
萃取剂 +稀释剂
萃残液 (杂质) 杂质+少量
待萃物质
反 萃 萃取剂+稀释剂 取 (待返回使用)
待
萃
反
物
质
萃
产物(待萃物质)
一、萃 取 体 系
萃取体系–由有机相和水相组成,在同一个体系中两相互不相溶