第三章--溶剂萃取法.pptVIP

分离与富集方法介绍第三章溶剂萃取分离法萃取又称溶剂萃取或液液萃取（以区别于固液萃取，即浸取），亦称抽提（通用于石油炼制工业），是一种用液态的萃取剂处理与之不互溶的双组分或多组分溶液，实现组分分离的传质分离过程,是一种广泛应用的单元操作。利用相似相溶原理，萃取有两种方式：液-液萃取和固-液萃取。液-液萃取液-液萃取，用选定的溶剂分离液体混合物中某种组分，溶剂必须与被萃取的混合物液体不相溶，具有选择性的溶解能力，而且必须有好的热稳定性和化学稳定性，并有小的毒性和腐蚀性。如用苯分离煤焦油中的酚；用有机溶剂分离石油馏分中的烯烃；用CCl4萃取水中的Br2.固-液萃取固-液萃取，也叫浸取，用溶剂分离固体混合物中的组分，如用水浸取甜菜中的糖类；用酒精浸取黄豆中的豆油以提高油产量；用水从中药中浸取有效成分以制取流浸膏叫“渗沥”或“浸沥”。萃取的沿革1842年E.-M.佩利若研究了用乙醚从硝酸溶液中萃取硝酸铀酰。1903年L.埃迪兰努用液态二氧化硫从煤油中萃取芳烃，这是萃取的第一次工业应用。20世纪40年代后期，生产核燃料的需要促进了萃取的研究开发。现今萃取已应用于石油馏分的分离和精制，铀、钍、钚的提取和纯化，有色金属、稀有金属、贵重金属的提取和分离，抗菌素、有机酸、生物碱的提取，以及废水处理等。一、萃取分离法的基本原理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。1．萃取过程的本质就是将物质由亲水性转化为疏水性的过程。３、萃取剂如果在水提取液中的有效成分是亲脂性的物质，一般多用亲脂性有机溶剂，如苯、氯仿或乙醚进行两相萃取；如果有效成分是偏于亲水性的物质，在亲脂性溶剂中难溶解，就需要改用弱亲脂性的溶剂，例如乙酸乙酯、丁醇等。还可以在氯仿、乙醚中加入适量乙醇或甲醇以增大其亲水性。提取黄酮类成分时，多用乙酸乙脂和水的两相萃取。提取亲水性强的皂甙则多选用正丁醇、异戊醇和水作两相萃取。不过，一般有机溶剂亲水性越大，与水作两相萃取的效果就越不好，因为能使较多的亲水性杂质伴随而出，对有效成分进一步精制影响很大。萃取操作的简单过程溶质在互不相溶的两相中分配例如：萃取与反萃取——Ni2+的萃取（1）萃取过程：Ni2+由亲水性转化为疏水性的将开始Ni2+在水中以水合离子Ni(H2O)62+形式存在，是亲水的。在pH8－9的氨性溶液中，加入丁二酮肟，与Ni2+形成螯合物，是疏水性，可被氯仿萃取。（2）反萃取过程：Ni2+由疏水性的螯合物转化为亲水性将有机相的物质再转入水相，称为反萃取。向丁二酮肟镍螯合物的氯仿萃取液中加入盐酸，酸的浓度达到0.5—1mol/L时，螯合物被破坏，Ni2+又恢复了亲水性，重新回到水相。2．分配系数和分配比（1）分配定律和分配系数（2）分配比（3）分配系数与分配比（4）萃取百分率（5）E和D的关系：（１）分配定律和分配系数分配定律是萃取方法理论的主要依据，物质对不同的溶剂有着不同的溶解度。同时，可溶性的物质在两种互不相溶的溶剂中，它能分别溶解于两种溶剂中，实验证明，在一定温度下，该化合物与此两种溶剂不发生分解、电解、缔合和溶剂化等作用时，此化合物在两液层中存在形式相同，则在两相中之比是一个定值。不论所加物质的量是多少，都是如此。属于物理变化。用公式表示。CA/CB=KCA.CB分别表示一种化合物在两种互不相溶地溶剂中的量浓度。K是一个常数，称为“分配系数”有机化合物在有机溶剂中一般比在水中溶解度大。用有机溶剂提取溶解于水的化合物是萃取的典型实例。萃取时如果各成分在两相溶剂中分配系数相差越大，则分离效率越高。在萃取时，若在水溶液中加入一定量的电解质（如氯化钠），利用“盐析效应”以降低有机物和萃取溶剂在水溶液中的溶解度，常可提高萃取效果。重复萃取重复萃取可将化合物从溶液中完全萃取出来，利用分配定律的关系，可以算出经过萃取后化合物的剩余量。设：V为原溶液的体积w0为萃取前化合物的总量w1为萃取一次后化合物的剩余量w2为萃取二次后化合物的剩余量wn为萃取n次后化合物的剩余量S为萃取溶液的体积经一次萃取，原溶液中该化