溶剂萃取和浸取.ppt

4、分配定律和分离因数（1）萃取的几个概念料液：在溶剂萃取过程中，将供提取的溶液称为料液，通常是水溶液；溶质：从料液中提取出来的物质称为溶质；萃取剂：用来萃取产物的溶剂常称为萃取剂；萃取液：溶质转移到萃取剂中与萃取剂形成的溶液称为萃取液；萃余液：被萃取出溶质后的料液称萃余液（萃残液）。第31页，共79页，星期日，2025年，2月5日萃取相浓度分配系数K==萃余相浓度（2）分配系数K在一定温度和压力下，溶质分配在两个互不相溶的溶剂中，达到平衡时溶质在两相中的活度之比为一常数，为分配定律。如果溶液是稀溶液，活度可用浓度代替，则达到平衡时溶质在两相中的浓度之比为一常数，即为分配系数K。第32页，共79页，星期日，2025年，2月5日常温下K为常数，C的单位为mol/L。分配系数K反映一种萃取剂性能的优劣，分配系数K越大，萃取收率越高。K式的应用条件：（1）稀溶液（否则用活度计算）。（2）溶质对溶剂之互溶度没有影响。（3）必须是同一种分子类型，即不发生缔合或离解。第33页，共79页，星期日，2025年，2月5日弱酸或弱碱性溶质在水相中存在电离现象，既要考虑两相中的分配平衡，还要考虑弱电解质在水相中的电离平衡，即要考虑应用条件（3）。第34页，共79页，星期日，2025年，2月5日青霉素是一种弱酸，在水中会有一部分离解成负离子（青.COO-），萃取青霉素的有机溶剂是醋酸丁酯等，极性很低，不能萃取带电荷的离子。青霉素在醋酸丁酯等有机相中仅以游离酸分子（青.COOH）的形态存在。只有两相中的游离酸分子才符合分配定律。当用醋酸乙酯萃取青霉素时，发酵液中同时存在着两种平衡，一种是青霉素游离酸分子在有机溶剂相和水相间的分配平衡；另一种是青霉素游离酸在水中的电离平衡。第35页，共79页，星期日，2025年，2月5日分配平衡用分配系数K0表征，电离平衡用电离常数Kp来表征。醋酸丁酯第36页，共79页，星期日，2025年，2月5日目前还不能单独测定水相中游离酸的（青.COOH）浓度，能测定[青.COOH+青.COO-]的总浓度c2，用表观分配系数K表示，K=第37页，共79页，星期日，2025年，2月5日K和K0、Kp的关系式经理论推导如下：K=K0[H+]/(Kp＋[H+])（弱酸）K=K0Kp/(Kp＋[H+])（弱碱）溶质在不互溶两相中的分配与萃取溶剂（决定K0）有关，也与水相的性质（H+）有关。第38页，共79页，星期日，2025年，2月5日分配系数的选择第39页，共79页，星期日，2025年，2月5日（3）分离因数若料液中有溶质A、B，由于两者分配系数不同，萃取相、萃余相中A、B的相对含量各不相同。若A的分配系数较B大，则萃取相中A的含量（浓度）较B多，A和B就得到一定程度的分离。分离因数：表示萃取剂对溶质A和B分离能力的大小。第40页，共79页，星期日，2025年，2月5日分离因数（β）：β=(C1A/C1B)/(C2A/C2B)=(C1A/C2A)/(C1B/C2B)=KA/KB若A是产物，B为杂质，分离因数写为：β＝K产/K杂β越大，A、B的分离效果越好，即产物与杂质越容易分离。第41页，共79页，星期日，2025年，2月5日5、水相条件对萃取的影响水相的pH、温度、盐析剂以及带溶剂对萃取的影响。（1）pH值pH直接影响表观分配系数K；还对选择性有影响。pH值应在产物稳定的范围内。（2）温度影响生化物质的稳定性；它还影响分配系数K，因为温度通过影响溶质的化学位而影响溶质在两相中的分配。第42页，共79页，星期日，202