05--萃取资料.doc

5 萃取分离 萃取分离就是钭目标化合物有选择性地转移到另一相中或保留在原来的相中，从面使目标化合物与原来的复杂基体相互分离心的方法。 萃取方法根据所用萃取相为有机溶剂、固体物质、和超临界流体，大体上可分为溶剂萃取、固相萃取和超临界流体萃。 近些年来发展起来的微乳相萃取技术是基于溶液体系的微相结构和特征发展起来的。主要包括胶团萃取、双水相萃取和三相萃取。 5.1 溶剂萃取分离 Solvent Extraction Separation 1、目的及要求： （1）了解溶剂萃取分离法的原理及其应用领域； （2）掌握分配比、萃取率与萃取次数的关系；熟悉螯合萃取体系中分配比与溶液pH值之间的关系； （3）明确各种分离体系中萃取性能与结构的关系； （4）了解协同萃取的原理及应用。 2、重点和难点： 重点：分配比、萃取率、萃取次数的计算；萃取率与pH之间的关系；ΔpH与ΔpM的关系; 难点：萃取体系的选择，萃取剂结构对萃取性能的影响；协同萃取、络合物萃取 3、分类： 中性配合萃取、阳离子交换萃取、离子缔合萃取、协同萃取 4、组成：水相+有机相 水相中含有：被萃取物质、络合剂或掩蔽剂、酸度调节剂、盐析剂、杂质等。 有机相中含有：有机溶剂、萃取剂，或者两者兼而有之。 5.1.1 分离原理 溶解度相似原理： ● 结构相似的化合物可以相互混溶； ● 结构相差大的化合物不易互溶。 各类溶剂的互溶规律: （1）N型溶剂，又称惰性溶剂 烷烃、苯、四氯化碳、二硫化碳、煤油等。 （2）A型溶剂，又称受电子溶剂 CHCl3、CH2ClCH2Cl、五氯乙烷等含有A-H基团。 （3）B型溶剂，又称给电子溶剂 醚、酮、醇、酯、叔胺等含给电子B，且与A型溶剂生成氢键。如：R2O···H-A （4）AB型溶剂，又称给受电子溶剂 此类溶剂同时具有H-A和B，可以缔合成多聚分子。 AB（1）型：交链氢键缔合溶剂，如水、多元醇、多元羧酸等。 AB（2）型：直接氢键缔合溶剂，如醇、胺、多酸等。 AB（3）型：形成内分子氢键，如邻硝基苯酚等。 5.1.2 萃取平衡 在萃取过程中，当被萃取物在单位时间内从水相进入有机相的理与从有机相进入水相的量相等时，则称为在该条件下达动态平衡状态。 萃取条件发生变化，则原来的萃取平衡被打破，达新的平衡。 1) 分配平衡常数： K－分配常数(partition constant) [M]水相和有机相中的平衡浓度。 热力学分配平衡常数： 恒温、恒压下，当M在两相的分配达成平衡时，化学势相等：μaq=μorg K0为Nernst热力学分配常数，只是温度的函数，在一定温度下为常数，而与溶质的浓度无关。 当溶质在两相间的浓度很低时，溶质的活度系数接近1时，此时热力学分配常数与浓度分配常数才相等。所以分配定律只应用于接近理想溶液的体系。 即溶质与溶剂不发生化学作用，溶质仅仅通过物理分配的方式存在于两相中。 在无机溶质的萃取过程中，通常需要加入萃取剂，使溶质形成疏水性配合物等易于进入有机相的形式，这样溶质在水相和在有机相中的存在状态不同，分配定律不再适用。需用分配比来表征溶质在两相的分配状况。 2) 分配比 溶质在某一相中或两相中发生离解、缔合、配位或离子聚集现象时，溶质在水相和有机相中的存在状态不同，但在某相中的总浓度是可以测定的。此时分配定律不再适用。 OSO4在CCl4和水两相体系中分配时： 水相：OSO4+ H2O→ OSO4、HOSO5-、OSO52- 有机相：OSO4+ CCl4 → OSO4、（OSO4）4 D不一定是常数，它随实验条件如pH值、萃取剂种类、溶剂种类和盐析等而变化，常通过实验直接测定。 在评价萃取方法时，分配比是一个比分配系数更有实用价值的参数。D越大，则被萃取溶质在有机相中的浓度越大。 3) 萃取率 表示一定条件下被萃取溶质进入有机相的量： a) 萃取率 b) 分配比、分离因子和萃取率间的关系: D--分配比； R= Vaq/Vorg, 称为相比; c) 萃取率与萃取次数的关系: 等体积萃取时的萃取率仅取决于分配比D.对于分配比不是很高的体系,通常要进行多次萃取。经n次萃取后，水相中残留溶质的平衡浓度Cn为： 当相比=1时: 由此可见，只要小体积连续萃取的次数n足够大，被萃取物留在水中的量趋于零，萃取率也就趋于100％。 证明：把同量的萃取剂分成n份进行多次萃取的效果比用全部萃取剂一次萃取要好？ （请自己证明）例5-1 4）分离因子 当水相中存在两种以上溶