3.1萃取分离法简介3.2萃取分离的基本参数3.3萃取类型与萃取条件的选择3.4萃取分离操作和注意事项3.5现代萃取分离技术教学内容3.13.1萃取分离法：萃取分离法：是将样品中的目标物选择性的转移到另一是将样品中的目标物选择性的转移到另一相中或选择性地保留在原来的相中相中或选择性地保留在原来的相中（（转移非目标物转移非目标物）），，从而使目标物与原来的复杂基体相互分离的方法从而使目标物与原来的复杂基体相互分离的方法。。溶剂萃取溶剂萃取是一种利用物质在互不混溶的两相是一种利用物质在互不混溶的两相（（水相和有机相））中的分配系数的差异中的分配系数的差异，，使目标物质与基体物质互使目标物质与基体物质互相分离的方法相分离的方法。。该法既可用于常量元素的分离该法既可用于常量元素的分离，，又适用于痕量元素的分又适用于痕量元素的分离与富集离与富集，，而且方法简单而且方法简单、、快速快速。。若萃取组分是有机化若萃取组分是有机化合物，，便可直接进行光度分析便可直接进行光度分析，，称为称为萃取光度法萃取光度法。。该法具有较高的灵敏度和选择性具有较高的灵敏度和选择性。。溶剂萃取法特点萃取过程有选择性萃取过程有选择性能与其它步聚相配合能与其它步聚相配合通过相转移减少产品水通过相转移减少产品水适用于不同规模适用于不同规模传质快传质快周期短，便于连续操作周期短，便于连续操作毒性与安全环境问题毒性与安全环境问题实验室液液萃取过程实验室液液萃取过程分液漏斗有机相萃取剂＋稀释剂（待分离物质＋杂质萃取液（待分离物质＋少量杂质（杂质）杂质+少量待萃物质产物（待萃物质）（待返回使用）萃取剂＋稀释剂3.1.13.1.1萃取分离法的基本原理萃取分离法的基本原理萃取分离的依据萃取分离的依据物质亲水性疏水性离子型化合极性共价键化合物弱极性或非极性相互转换本质：本质：将待萃取组分由亲水性转化为疏水性，使其萃入有将待萃取组分由亲水性转化为疏水性，使其萃入有机相中。机相中。例，8-羟基喹啉-CHCl的萃取反萃取萃取的反过程（将组分从有机溶液中萃取到水溶液中）萃取的反过程（将组分从有机溶液中萃取到水溶液中）BackextractionBackextraction相似相溶原理萃取过程：萃取过程：开始开始NiNi22++在水中以水合离子在水中以水合离子Ni(HNi(H2200))6622++形式形式存在存在，，是亲水的是亲水的，，在在pHpH88～～99的氨性溶液中的氨性溶液中，，加入丁二加入丁二酮肟，，与与NiNi22++形成螯合物形成螯合物，，是疏水性是疏水性，，可被氯仿萃取可被氯仿萃取。。反萃取过程：反萃取过程：向丁二酮肟镍螯合物的氯仿萃取液中加向丁二酮肟镍螯合物的氯仿萃取液中加入盐酸入盐酸，，酸的浓度达到酸的浓度达到00..55～～11mol/Lmol/L时时，，螯合物被破坏螯合物被破坏，，NiNi22++又恢复了亲水性又恢复了亲水性，，重新回到水相重新回到水相。。亲水性物质：易溶于水而难溶于有机溶剂的物质。无机盐类，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，=NH等。疏水性物质：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卤代烷基，苯基、萘基等。物质含疏水基团越多，相对分子质量越大，其疏水性越物质的亲水性与疏水性Ni的萃取Al(HOHAl疏水疏水溶于CHCl萃取剂：能与亲水性物质反应生成可被萃取的疏水性物质的试剂。螯合萃取剂：能与金属离子反应生成不带电荷的螯合物的试剂如8-羟基喹啉、双硫腙离子缔合萃取剂：能与金属配阴离子形成可被萃取的离子缔合物的试剂如磷酸三丁酯、罗丹明B萃取溶剂：构成有机相而与水不相混溶的液体。如CHCl具有至少一个萃取功能基团具有至少一个萃取功能基团具有足够的疏水性具有足够的疏水性良好的选择性良好的选择性有较高的萃取容量有较高的萃取容量良好的物理性质良好的物理性质要求萃取剂化学稳定性好、无毒性、萃取速度快、不产生乳化或要求萃取剂化学稳定性好、无毒性、萃取速度快、不产生乳化或形成第三相、价廉易得等。形成第三相、价廉易得等。第10页/共104页大多数的萃取剂为易溶于有机相的液体，但也有少数萃取剂大多数的萃取剂为易溶于有机相的液体，但也有少数萃取剂是难溶于普通有机相的固体是难溶于普通有机相的固体（（88--羟基喹啉），这时就需要用羟基喹啉），这时就需要用另一种有机溶剂来溶解萃取剂。另一种有机溶剂来溶解萃取剂。稀释剂（惰性溶剂）是加入到有机相中起到溶解萃取剂、减稀释剂（惰性溶剂）是加入到有机相中起到溶解萃取剂、减小有机相黏度和粘度、抑制乳化等作用的惰性溶剂。小有机相黏度和粘度、抑制乳化等作用的惰性溶剂。稀释剂的密度与水的密度要有较大差异，以利于分层，其密稀释剂的密度与水的密度要有较大差异，以利于分层，其密度一般介于正戊烷（度一般介于正戊烷（0.63g/cm0.63g/cm33）和CClCCl44（（1.59g/cm1.59g/cm33）之间。）之间。实验室常用的稀释剂有实验室常用的稀释剂有6~126~12个碳的正构烷烃、氯仿、四氯化个碳的正构烷烃、氯仿、四氯化碳、苯、甲苯和二甲苯。碳、苯、甲苯和二甲苯。第11页/共104页常用萃取剂名称密度（gmL-1石油醚0.63～0.65己烷0.690.71甲苯0.871.00饱和NaCl水溶液1.20二氯甲烷1.34氯仿1.50四氯化碳1.59常用萃取溶剂（稀释剂第12页/共104页杂质溶质原溶剂萃取溶剂LightphaseHeavyphase如何达到分配平衡？第13页/共104页3.23.2.13.2.1分配平衡常数分配平衡常数--------分配系数分配系数分配定律：分配定律：在一定温度下在一定温度下，，当某一溶质在互不当某一溶质在互不相溶的两种溶剂中达到分配平衡时相溶的两种溶剂中达到分配平衡时，，该溶质在两该溶质在两相中的浓度比为一常数相中的浓度比为一常数。。必须是同一分子类型，不发生缔合或离解如：用CCl在两相中以分子的形式存在，存在形式相同。第14页/共104页碘在水---四氯化碳之间的分配（25）85.002.72*10-20.032*10-285.204.26*10-20.05*10-285.546.52*10-20.0762*10-287.8910.09*10-20.1148*10-2aqmol/L在较低浓度范围内，在较低浓度范围内，KKDD基本为一常数，基本为一常数，而当溶质浓度较高时，而当溶质浓度较高时，KKDD明显偏离常数，明显偏离常数，这是因为溶质浓度较高时，溶质间的相互作用使得溶这是因为溶质浓度较高时，溶质间的相互作用使得溶 质的活度明显小于其平衡浓度。 质的活度明显小于其平衡浓度。 第15页/共104页 17 3.2.2 分配比D 被萃取物质在有机相中总浓度和水相中的总浓 度之比，即各种不同存在形式都考虑进去了。 有机相中溶质的总浓度水相中溶质的总浓度 当两相中无任何副反应时，K 和D不相等。分配比除与萃取体系和温度有关外，还与酸度、 溶质的浓度等有关，通常由实验直接测定。 第16页/共104页 存在时存在时, 22在在CCl CCl 44 －－HH 22 OO中的分配 中的分配 第17页/共104页19 3.2.3 萃取率E 溶质在两相中的总量溶质在有机相中的量 100%100% 萃取率的高低取决于分配比D和相比R的大小第18页/共104页 在不同 在不同KI KI浓度下的 浓度下的II 22 在在CCl CCl 44 --HH 22 OO体系中的 体系中的DD和和EE -1-2 -3 -4 -5 -6 lgD -1.1 0.013 0.98 1.68 1.90 1.93 1.94 0.0791.03 9.5 47.9 79.4 85.1 87.1 7.750.8 90.5 98.0 98.8 98.85 98.85 第19页/共104页 分配比与萃取率的关系曲线 1000 10. 001第20页/共104页 83%若D=5，R=1/3时，一次萃取率E 99.5%同量溶剂多次萃取效果好。 一次萃取萃取率E的计算 第21页/共104页 100.013mg 85 1008.7% mg85 分配比分配比DD较小的物质 较小的物质，，可通过增加有机相的体积来提高萃取率；但 可通过增加有机相的体积来提高萃取率；但 是增加有机相的体积会使有机相中的溶质浓度降低 是增加有机相的体积会使有机相中的溶质浓度降低，，不利于后续 不利于后续 分离和测定 分离和测定，，因而通常采用 因而通常采用多次萃取 多次萃取的方法或者 的方法或者连续萃取 连续萃取的方法 的方法