萃取分离法的基本原理三.重要的萃取体系和萃取条件的选择萃取分离技术浙江师范大学分析化学萃取操作的简单过程溶质在互不相溶的两相中分配浙江师范大学分析化学萃取分离法的基本原理1．萃取过程的本质根据物质对水的亲疏性不同，通过适当的处理将物质从水相中萃取到有机相，最终达到分离机盐类，含有一些亲水基团的有机化合物常见的亲水基团有一OH，一SO疏水性或亲油性物质：具有难溶于水而易溶于有机溶剂的物质。如：有机化合物常见的疏水基团有烷基如一CH物质含疏水基团越多，相对分子质量越大，其疏水性越强。2．分配系数和分配比浙江师范大学分析化学萃取与反萃取——Ni的萃取（1）萃取过程：Ni由亲水性转化为疏水性的将物质从水相转入有机相的过程称为萃取。在pH8—9的氨性溶液中，加入丁二酮肟，与Ni成螯合物，是疏水性，可被氯仿萃取。（2）反萃取过程：Ni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，Ni恢复了亲水性，重新回到水相。浙江师范大学分析化学2．分配系数和分配比（1）分配系数（2）分配比（3）分配系数与分配比（4）萃取百分率浙江师范大学分析化学（1）分配系数分配系数的含义：用有机溶剂从水相中萃取溶质A时，如果溶质A在两相中存在的型体相同，平衡时溶质在有机相的活度与水相的活度之比称为分配系数，用K表示。萃取体系和温度恒定，K为一常数。在稀溶液中可以用浓度代替活度。表示为此式称为分配定律,它只适用于浓度较低的稀溶液，而且溶质在两相中以相同的单一形式存在,没有离解和缔合副反应在两相中以分子的形式存在，存在形式相同。浙江师范大学分析化学醋酸在苯—水萃取体系中在两相间的分配：[CH在水相电离：CHCOOH====CH在苯相中缔合：2CH浙江师范大学分析化学（2）分配比之比，称为分配比．用D表示：分配比除与一些常数有关以外，还与酸度、溶质的浓度等因素有关，它并不是一个常数。三种形式存在在有机相中以OsO两种形式存在。[OsO浙江师范大学分析化学（3）分配系数与分配比分配系数与萃取体系和温度有关，而分配比除与萃取体系和温度有关外，还与酸度、溶质的浓度等因素有关浙江师范大学分析化学在实际工作中，常用萃取百分率E来表示萃取的完成程度。萃取百分率的含义：物质被萃取到有机相中的比率。用E表示：被萃取物质在有机相中的总量100%（8-4）被萃取物质的总量浙江师范大学分析化学100%（8-5）有机相和水相的体积。当用等体积溶剂进行萃取时，即Vw＝V100%（8-6）当分配比D不高时，一次萃取不能满足分离或测定的要求，此时可采用多次连续萃取的方法来提高萃取率。浙江师范大学分析化学多次连续萃取的方法：设Vw(20mL)溶液内含有被萃取物为m(20mL)溶剂萃取一次，水相中剩余被萃取物m同量萃取剂，萃取次数对萃取百分率的影响浙江师范大学分析化学同量萃取剂，萃取次数对萃取百分率的影响全量萃取一次和分三次萃取，萃取百分率各为多少？已知D=85100%=98.7%[(10-5.410-4)/10]99.995%结论：同量的萃取溶剂，分几次萃取的效率比一次萃取的效率高浙江师范大学分析化学三.重要的萃取体系和萃取条件的选择螯合物萃取体系（内络盐萃取体系）和萃取条件的选择简单分子萃取体系和萃取条件的选择浙江师范大学分析化学螯合物萃取体系和萃取条件的选择（1）螯合物萃取体系概述（2）螯合物萃取体系的特点（3）常用的螯合物萃取体系（4）萃取条件的选择浙江师范大学分析化学（2）螯合物萃取体系的特点a.螯合剂（应有较多的疏水基团）溶于有机相，难溶于水相，有些也（微）溶于水相，但在水相中的溶解度依赖于水相的组成特别是pH值（双硫腙溶于碱性水溶液）b.螯合剂在水相与待萃取的金属离子形成不带电荷的中性螯合物，使金属离子由亲水性转变为亲油性c.螯合物萃取体系广泛应用于金属阳离子的萃取d.主要适用于微量和痕量物质的分离，不适用于常量物质的分离，常用于痕量组分的萃取光度法测量。浙江师范大学分析化学（3）常用的螯合物萃取体系乙酰基丙酮：Al浙江师范大学分析化学（4）萃取条件的选择（I）萃取平衡被有机溶剂所萃取，设HR易溶于有机相而难溶于水相，则萃取平衡表示：平衡常数称为萃取平衡常数Kex（II）萃取条件的选择浙江师范大学分析化学（II）萃取条件的选择[MRex•[HR]由式(8—9)可见，金属离子的分配比决定于Kex，螯合剂浓度及溶液的酸度。a．螯合剂的选择b．溶液的酸度萃取溶剂的选择d．干扰离子的消除浙江师范大学分析化学a．螯合剂的选择螯合剂与金属离子生成的螯合物越稳定，即Kex螯合剂浓度浙江师范大学分析化学b．溶液的酸度当溶液的酸度太低时，金属离子可能发生水解，或引起其他干扰反应，对萃取反而不利。萃取金属离子，都要求在一定酸度条件下才能萃取完全。萃取Zn时，适宜pH为6.5一l0，溶液的pH太低：难于生成螯合物pH太高：形成Zn0浙江师范大学分析化学用二苯基硫卡巴腙—CCl萃取金属离子萃取Zn时，适宜pH为6.5一l0，溶液的pH太低：难于生成螯合物pH太高：形成Zn0原则：（1）金属螯合物在溶剂中应有较大的溶解度。通常根据螯合物的结构，选择结构相似的溶剂。（2）萃取溶剂的密度与水溶液的密度差别要大，粘度例如：含烷基的螯合物用卤代烷烃(如CCl)作萃取溶剂含芳香基的螯合物用芳香烃(如苯、甲苯等)作萃取溶剂浙江师范大学分析化学d．干扰离子的消除（a）控制酸度：控制适当的酸度，有时可选择性地萃取一种离子，或连续萃取几种离子示例：在含Hg萃取不同金属离子（b）使用掩蔽剂当控制酸度不能消除干扰时，可采用掩蔽方法。示例：用二苯硫腙—CCl时，若控制pH为2，并加入EDTA，则除了Hg，Au(III)外，许多金属离子都不被萃取。浙江师范大学分析化学在含Hg何谓离子缔合物：阳离子和阴离子（通常为配离子通过静电吸引力结合形成的电中性化合物，称为离子缔合物。离子缔合物萃取体系的特点：（1）适用于可以形成疏水性的离子缔合物的常量或微量金属离子，而离子的体积越大，电荷越少，越容易形成疏水性的离子缔合物（2）萃取容量大，选择性差。常用的萃取体系（1）金属阳离子的离子缔合物（2）金属配阴离子或无机酸根的离子缔合物浙江师范大学分析化学（1）金属阳离子的离子缔合物水合金属阳离子与适当的配位剂作用，形成没有或很少配位水分子的配阳离子．然后与阴离子缔合，形成疏水性的离子缔合物。示例：Cu与2，9—二甲基一1，10—邻二氮菲的螯合物带正电荷，能与氯离子生成可被氯仿萃取的离子缔合物。浙江师范大学分析化学（2）金属配阴离子或无机酸根的离子缔合物多无机酸在水溶液中以阴离子形式存在(如WO)，利用大分子量的有机阳离子形成硫水性的离子缔合物。示例：（a）形成铵盐萃取法 （b）形成佯盐萃取法 浙江师范大学分析化学

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