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13-溶剂萃取法PPT课件

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第六章 溶剂萃取法

第六章 溶剂萃取法

比化学沉淀法分离程度高； 比化学沉淀法分离程度高； 比离子交换法选择性好、传质快； 比离子交换法选择性好、传质快； 比蒸馏法能耗低； 比蒸馏法能耗低； 生产能力大、周期短、便于连续操作、 生产能力大、周期短、便于连续操作、自动化 等。
第一节 溶剂萃取
一、溶剂萃取过程的理论基础
溶剂萃取： 溶剂萃取：把目标物从第一液相中靠更 强大的溶解力抽提到第二液相中（ 强大的溶解力抽提到第二液相中（如把 水相中的醋酸抽提到醋酸乙酯中）。 水相中的醋酸抽提到醋酸乙酯中）。
2、乳浊液的形成 、
有机溶剂和水混合， 有机溶剂和水混合，乳化结果形成两 种O/W型乳浊液：油滴分散在水中。 型乳浊液 油滴分散在水中。 型乳浊液： 油包水型 或W/O型乳浊液：水滴分散在油中。 型乳浊液 水滴分散在油中。
要形成稳定的乳浊液， 要形成稳定的乳浊液，一般应有表面 活性剂（乳化剂）存在。 活性剂（乳化剂）存在。
1、物质的溶解和相似相溶原理 、
物质溶解过程： 物质溶解过程：假定从纯物质和纯溶剂开始 到形成均匀的分子混合物。 到形成均匀的分子混合物。 从能量的变化角度将溶解过程分为三个过程： 从能量的变化角度将溶解过程分为三个过程：
溶质B各质点的分离（吸收能量）； 溶质 各质点的分离（吸收能量）； 各质点的分离 溶剂A在溶质 的作用下形成可容纳B质点的空位 在溶质B的作用下形成可容纳 溶剂 在溶质 的作用下形成可容纳 质点的空位 吸收能量）； （吸收能量）； 进入溶剂A形成的空位 溶质质点 B进入溶剂 形成的空位（放出能量）。 进入溶剂 形成的空位（放出能量）。
0
如果D 如果 1和D2分别为测试液体和标准液体的 介电常数， 介电常数，C1和C2为一个电容器内分别充 满有上述两种液体时的静电容量， 满有上述两种液体时的静电容量，则： D1/D2= C1/C2 D2为已知值， C1和C2可测量，D1可求得。 为已知值， 可测量， 可求得。 通过测定被萃取目标物的介电常数，寻找 通过测定被萃取目标物的介电常数， 极性相接近的溶剂作为萃取剂。 极性相接近的溶剂作为萃取剂。 选择方法：根据萃取目标物质的介电常数， 选择方法：根据萃取目标物质的介电常数， 寻找极性相接近的溶剂作为萃取溶剂。 寻找极性相接近的溶剂作为萃取溶剂。
第三章 溶剂萃取法分离稀土元素 稀土金属冶金 教学课件

第三章 溶剂萃取法分离稀土元素 稀土金属冶金 教学课件

2020/6/16
1 中性络合萃取体系
• 特点：
➢ 萃取剂为中性萃取剂，如醇、脂、醚、中性磷萃取剂 ➢ 萃取剂与被萃组分依靠配位键组成中性络合物 ➢ 被萃组分以中性分子形态被萃取
• 举例：
(RO)3P=O:
NO3
TBP萃取硝酸稀土
NO3 RE :OP(OR)3
(RO)3P=O:
NO3
3TBP (org) + RE3+(aq) +3NO3- (aq) =RE(NO3)3 ·3TBP (org)
2020/6/16
1 错流萃取
• 定义：一份料液依次与多份有机相接触的萃取方式 • 萃取过程示意图：
S0
S0
S0
F0
1 F1
2 F2
3
S0
n
Fn（纯B）
S1
S2
S3
Sn
F0—萃取料液；S0—空白有机相
• 萃取计算：φA =[A]n/[A]F =1/(1+EA)n；
φB =[B]n/[B]F =1/(1+EB)n
喹啉，脂肪酸、异构酸、环烷酸等 – 胺类萃取剂：伯胺、仲胺、叔胺、季铵盐
• 常用萃取剂与稀释剂
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二、 萃取体系
• 萃取体系：被萃组分（含被萃物质的水溶液
）+萃取有机相（萃取剂+稀释剂+改性剂）
• 萃取体系的分类
1、中性络合萃取体系 2、酸性络合萃取体系 3、离子缔合萃取体系 4、协同萃取体系
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2 酸性络合萃取体系 • 特点
➢ 萃取剂为酸性萃取剂：酸性磷萃取剂、羧酸萃取剂、螯 合萃取剂等
第三章 溶剂萃取法

第三章 溶剂萃取法


[I2]O KD = D = ——— [I2]W 不符合分配定律的体系：KD≠D 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。
分离与富集方法介绍
例如：
醋酸在苯—水萃取体系中
• 在两相间的分配： [CH3COOH] W ====[CH3COOH] O • 在水相电离： CH3COOH ====CH3COO- + H+ • 在苯相中缔合： 2CH3COOH（O）====(CH3COOH)2(O)
分离与富集方法介绍
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。
分离与富集方法介绍
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。
２、萃取物 亲水性物质：离子型化合物，易溶于水而难溶于 有机溶剂的物质。如无机离子，含亲水基团OH,-SO3H,-NH2…的物质。 疏水性或亲油性物质：共价化合物，具有难溶于 水而易溶于有机溶剂的物质。如许多有机化合物， 酚酞，油脂等（含疏水基团-CH3,-C2H5,苯基等）
[OsO4]O + 4[(OsO4)4]O
分离与富集方法介绍
（3）分配系数与分配比关系
• 当溶质在两相中以相同的单一形式存在，且溶液较 稀，KD＝D。否则KD≠D。 • 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
分离与富集方法介绍
（4） 萃取百分率
分离与富集方法介绍
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
第二章溶剂萃取

第二章溶剂萃取

测定分配系数最常用溶剂系统：正辛醇和水系统， 并用Ko/w或lgP表示分配系数。
KO/W
coctanol cw at er
醋酸
基苯酚、氯仿、
水
结论
同一个组中的溶剂，具有非常接近的3个选择性 参数，在分离过程中具有类似的选择性，若通过选 择溶剂改善分离，就要选择不同组的溶剂。
溶剂选择一般方法
（1）单一溶剂： 选择与溶质极性尽可能相等的单 一溶剂，使溶质在溶剂中的溶解度达到最大；
在保持溶剂极性不变的前提下，更换溶剂种类， 调整溶剂选择性，使分离选择性达到最佳。
影响分子极性的因素
分子的极性与分子结构及分子大小有关；
——分子结构指分子中所含官能团的种类、数目及 排列方式等综合因素。
——分子大小指分子碳链长度、骨架大小，与分子 量相关。
——例如，甲醇、乙醇的分子较小，有羟基基团，
与水的结构相近，是亲水性较强的溶剂，能与水 互溶。
——例如，丁醇、戊醇分子虽有羟基基团，但因分 子碳链加长，分子中非极性部分份额增大，虽然 与水互溶，但达到饱和状态后会分层。
溶解度参数的特点
（1）与溶剂罗氏极性参数P’是相互关联的，它反映了溶 剂极性的大小。
(2) 两种溶剂溶解度参数相同时，互溶性最好；相差越大， 互溶性越差。
(3) 可用于溶剂萃取、色谱以及许多分离方法中溶质或溶 剂极性大小的估算、分离过程中溶剂的选择。
（4）包括了色散力、偶极力、质子接受性或给予性的贡 献。
组别 代表性溶剂
组别 代表性溶剂
I
脂肪醚、叔胺、四甲基胍、 V
六甲基磷酰胺
二氯甲烷、二氯 乙烷
、
脂肪酮和酯、聚
醚、二氧六环、
乙腈
III 吡啶衍生物、四氢呋喃、乙 VII 二醇醚、亚砜、酰胺（甲酰 胺除外）
生化工程下游技术知识课件第五章溶剂萃取和浸取

生化工程下游技术知识课件第五章溶剂萃取和浸取


03
浸取技术简介
浸取技术的原理
01
浸取技术是一种分离和提取固体物料中可溶性组分的方法，其 原理是利用溶剂将固体物料中的可溶性组分溶解，然后通过固
液分离，将溶剂和溶解的组分分离。
02
浸取过程中，溶剂和固体物料在一定条件下充分接触，使可溶 性组分从固体物料表面逐渐扩散到溶剂中，形成浓集。
03
浸取过程通常在常温或加热条件下进行，根据不同物料和 组分的性质选择合适的溶剂和操作条件。
萃取剂的再生与循环使用
01
萃取剂的再生与循环使用是溶 剂萃取技术中的重要环节，通 过再生和循环使用可以降低生 产成本、减少环境污染。
02
萃取剂的再生方法包括蒸馏、 结晶、吸附等，根据不同的萃 取剂和分离需求选择合适的再 生方法。
03
为了实现萃取剂的循环使用， 需要将再生后的萃取剂进行纯 化和浓缩，以便再次用于萃取 过程。
浸取技术的应用领域
矿物浸取
通过浸取技术提取矿物中的有价组分，如铜、 金、银等。
固体废弃物资源化
通过浸取技术提取固体废弃物中的有用组分， 实现资源化利用。
植物资源提取
利用浸取技术提取植物中的有用成分，如草 药、茶叶、香料等。
环境治理
利用浸取技术处理环境污染问题，如土壤修 复、水处理等。
04
溶剂萃取与浸取的比较与选择
进料液与萃取剂的混合。
混合过程中还需注意控制温度、压力等参数，以确保萃取过程
03
的稳定性和安全性。
分相过程
分相过程是将混合后的料液与 萃取剂进行分离，使各个组分 得到分离。
分相的方法包括静置分层、离 心分离等，根据不同的分离需 求选择合适的分相方法。
分相过程中需要控制好温度、 压力等参数，以获得较高的分 离效果和纯度。
《Ch溶剂萃取》PPT课件

《Ch溶剂萃取》PPT课件


C=[AH]+[A-]〔水中弱电解质总浓度〕
AH 表观分配系数定义为：K表= AHA
…③
将①、②式代入③式得：
K0 AH
K表== AHK=pA H
H
HH ……K④K0p
∵-lgKp=pKp ∴Kp=10-pkp
-lg[H+]=pH [H+]=10-pH代入④
得
K表=
K0 …… 11 0pHpKa
第二节 溶剂的选择
1、溶解度 2、别离因素 3、相似相溶的原那么 4、选择适宜溶剂的条件：①②③④
第三节 水相条件的影响
1、pH值 2、温度 3、盐析 4、★带溶剂：
第四节 乳化和去乳化
乳化：是一种液体〔分散相〕分散在另一种不 相混溶的液体〔连续相〕中的现象， 这种体系是不均一的，不稳定的体系， 生成的这种液体称为乳状液或乳浊液。
由于某些prot 是憎水性〔亲油基强度＞亲水基〕 故发酵液(含有大量prot)和有机溶剂形成的乳状 液很多属于W/O型。而由蛋白质引起的乳化多为O/W型的。
4、介质的粘度：
〔二〕乳浊液的类型表征
1、一般来讲，外表活性剂的亲水基＞亲油基， 那么易形成O/W型乳浊液，反之，易形成 W/O型。
2、H L B数：〔hydrophile-lipophile balance〕 又称〔亲憎平衡值〕它表示亲水和亲 油的平衡程度，外表活性剂上亲水和 亲油基团的相对强弱称为HLB值。
解：根据⑤式得K0=30〔1+102.5-2.75〕=47
当苄基青霉素在两相中浓度相等即K表=1时，
1=
47 110pHpKa
∴pH=4.4
47-1= 10 pH 10 pKa
说明：
表观分配系数=1即苄基霉素在醋酸丁酯 相与水相中的浓度相等，其pH=4.4，当 pH＜4.4时，苄基青霉转移到丁酯相称为 萃取；pH＞4.4时,苄基青霉素又从丁酯相 转移到水相,称为反萃取。
溶剂萃取化学 ppt课件

溶剂萃取化学 ppt课件


HA (o) 缔合 (HA)i
HAcO HAc
可见k d和D是不同的
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例2
DCo
Co(原) Co（萃余液） Co（萃余液）
ppt课件
16
例3：碘在CCl4和H2O中的分配过程
在水溶液中： I2 + I- I3I2分配在两种溶液中：I2(w) I2(o)
— 又如：二安替比林甲烷(DAPM)萃取钴，生成能溶于 CoCl2 4 CHCl3的(DAPM)·H2[Co(SCN)4]。 萃取剂： DAPM；萃取溶剂： CHCl3； 助萃剂: SCN-
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31
c 萃取剂：易溶于有机溶剂，与被萃取物发生化学结合，形 成易溶于有机溶剂的配合物的有机试剂 P204 TBP ；或指 能与亲水性物质反应生成可被萃取的疏水性物质的试剂。
ppt课件 33

萃取体系的表示方法： 被萃取物（浓度）/水相组成/有机物组成
2 UO2 （ 102 ~ 104 mol/ L） / HNO3、NaClO4、EDTA/ 20%TBP — C6 H6

萃取体系按机理可分为：a简单分子萃取体系b中性络合萃 取体系c酸性络合萃取体系 d 离子缔合萃取体系 e协同萃取 体系（1+1>2）
ppt课件
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缺点：

有机溶剂易挥发，多对人体有害。 手工操作比较麻烦，费时。 分离效率不高（比LC小23个数量级）。
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2 分配比D和分配系数kd Nerst定律 在给定的温度下，如果被萃取物在两相中分 子形式相同，则达到萃取平衡时被萃取物在两互不相溶的 两相中的浓度比值为一常数 分配比在一定条件下，当达到萃取平衡时，被萃物质在有 M O k 机相和在水相的总浓度之比。 d M
有机溶剂萃取PPT课件

有机溶剂萃取PPT课件


因此基因工程产品的商业化迫切需要 开发适合大规模生产的、经济简便的、 快速高效的分离纯化技术。其中双水相 萃取技术(two-aqueous phase extraction,ATPS)，又称水溶液两相分配 技术(Partion of two aqueous phase extraction)是近年来出现的引人注目、 极有前途的新型分离技术。
双水相萃取法和传统的分离方法(如盐析或有机 溶剂沉淀等)相比也有很大的优势，如以β-半乳
糖苷酶为例，用沉淀或双水相萃取纯化的比较 见下表。
双水相系统：某些亲水性高分子聚合物的水溶液超过一定浓度后可形成两相系
统。
利用物质在不相溶的，两水相间分配系数的差异进行萃取的方法
应用：蛋白质特别是胞内蛋白质的分离纯化。
例如，PEG/KPi系统中上、下相(或称轻重相)的PEG和磷酸钾浓度以及Cl离子在上、下相中 的分配平衡随添加NaCl浓度的增大而改变。这种相组成即相性质的改变直接影响蛋白 质的分配系数。离子强度对不同蛋白质的影响程度不同，利用这一特点，通过调节双 水相系统中的盐浓度，可有效地萃取分离不同的蛋白质。
萃取是生物分离中常用的单元操作
原料 前处理
生物反应 工程
生物分离 工程
产品
固
分
纯
精
液 分
离 提
化
制
离
取
利用在两个互不相溶的液相中各种组分（包括目的产物）溶解度的不同，从而达
到分离的目的
相似相溶的原理，选择与目的物结构相近
的溶剂
分子结构相似:组成,官能团
根据萃取目标物的介电常数寻找极性相近的溶剂为萃取溶剂.
4）带溶剂:它们能与产物形成复合物,使产物易溶于有机溶剂中.复合物在一定条件下
有机溶剂萃取法_生物分离工程

有机溶剂萃取法_生物分离工程

如A的分配系数较B大，则萃取相中A的含量（浓 度）较B多，这样A和B就得到一定程度的分离。
萃取剂对溶质A和B分离能力的大小可用分离因 素（β）来表征。
分离因素（β）
分离因素表示有效成分A与杂质B的分离程度。 ＫＡ
β= ＫＢ
β=1 KA = KB 分离效果不好； β>1 KA > KB 分离效果好； β越大，KA 越大于KB，分离效果越好。
弱酸的表观分配系数：K=K0 /(1 ＋10 pH － pK ) 弱酸的表观分配系数： K=K0 /(1 ＋10 pK － pH )
举例：
青霉素 ( pK2.75 ) 工业钾盐 ：
预处理及过滤
发酵液
滤洗液
萃取
调 pH2.02.5 1/3 v/v
丁酯逆流萃取
萃取液
NaCl 盐析脱水
活性炭脱色
丁酯逆共流萃沸取蒸馏结晶
结晶液
pen－k 成品
红 霉 素 ( p K 9.4 ) ：
预处理和过滤
发酵液
滤液
萃取
调 p H 9.8 10.2, 1/4V /V
=K0 /(1 ＋10 pH － pK )
对于弱碱性电解质
K K0
Kp
Kp H
=K0 /(1 ＋10 pK － pH )
K0－只与T、P有关； K－与T、P和pH有关 K可通过实验求出，而K0不能，可由公式求出。
思考题： 将青霉素由水相萃取到丁酯相中，其pK=2.75，萃取条 件：pH=2.5，T=10℃，VF∶VS = 1∶1，测得萃取前发酵 液（水相）效价20000 u/ml，平衡后废液效价645.2 u/ml，求分配系数K和K0
分配定律推导
根据相律（F=C-P+2），在一定温度和压力下萃取达到 平衡时，溶质在两相中的化学位相等：μL=μH
溶剂提取法PPT课件

溶剂提取法PPT课件

• 本法需加水加热煎煮，适用于能溶于水且遇热 稳定成分的提取。
• 此法操作简单，提取效率高于冷浸法，但煎煮 液黏稠，滤过困难，且杂质较多，易发生霉变。
第23页/共39页
回流提取法
• 回流提取法是为保 持溶剂与原料持续 的接触，通过加热 提取液，使溶剂受 热蒸发，经冷凝后 变为液体流回提取 器，如此反复至提 取比较完全的一种 热提取方法。
入新溶剂，可以连续收集
浸提液。
第19页/共39页
第20页/共39页
特点及使用范围：
• 由于原料不断与新溶剂或含有低浓度提取物的 溶剂接触，始终保持一定的浓度差，属于动态 浸出，因此浸提效果要比浸渍法高。
• 不经过滤处理可直接收集渗漉液，可省去过滤 操作。
• 不足之处为溶剂消耗多，提取时间长。
• 当渗漉液颜色极浅或渗漉液的体积相当于原料 重的10倍时，便可认为基本上已提取完全。在 大 量 生 产 中 常 将 收 第集21的页/共稀39页渗 漉 液 作 为 另 一 批 新
影响提取效果的因素
• 粉碎度 由于提取过程包括渗透、溶解、扩散等过程，因此 样品粉碎得越细，表面积就越大，浸出过程就越快， 但粉碎度过高，样品颗粒表面积过大，吸附作用增 强，反而影响过滤速度。故粉碎的粒度需适中，一
般 而言，视原料质地粉碎粒度以20～60目为宜。 • 提取温度 冷提杂质少，效率低，热提杂质多，效率高。因温
• 实验室常用提取器是 索氏提取器。
第26页/共39页
该提取器有上、中、下三部分组成， 上部是冷凝器；中部是带有虹吸管 的提取器；下部是烧瓶。将盛原料 粉的滤纸装置中部，内装物高度不 得超过虹吸管，溶剂由上部加入烧 瓶中，烧瓶置水浴上加热，溶剂受 热气化，通过中部提取器旁的通气 侧管到达上部冷凝器，遇冷变为液 体滴入提取器中，当滴入的溶剂达 一定高度时，因虹吸作用，使提取 成分后的提取液又流入烧瓶中，其 中溶剂可因再受热而气化，提出的 成分留在烧瓶中，如此连续操作， 即可提尽有效成分。
溶剂萃取法

溶剂萃取法

萃取剂对溶质A和B分离能力的大小可用分离因素 (yīn sù)（β）来表征。
第十二页，共49页。
分离(fēnlí)因素（β）
分离因数 ： A 在B 同一萃取(cuìqǔ)体系内，在同样 条件下两组分的分配比的比值。
AB
(CLA/CLB)KA (CRA/CRB) KB
β=1 KA = KB 分离(fēnlí)效果不好； β>1 KA > KB 分离(fēnlí)效果好； β越大，KA 越大于KB，分离(fēnlí)效果越好。
第二页，共49页。
溶剂萃取概述(ɡài
萃取在化工上是分离液体(yètǐ)混合 物常用的单元操作，在发酵和其它生物工 程生产上的应用也相当广泛.
萃取操作不仅可以提取和增浓产物， 使产物获得初步的纯化，所以广泛应用在 抗生素、有机酸、维生素、激素等发酵产 物的提取上。
第三页，共49页。
萃取(cuìqǔ)的基本概念
5.2 多级错流萃取(cuìqǔ)
料液经萃取后，萃余液再与新鲜萃取剂接触，再 进行萃取。
第一级的萃余液进入第二级作为料液，并加入新 鲜萃取剂进行萃取；第二级的萃余液再作为第三级 的料液，以此类推。
此法特点在于每级中都加溶剂，故溶剂消耗量大 ，而得到的萃取剂平均浓度(nóngdù)较稀，但萃 取较完全。
第三十二页，共49页。
5.1 单级萃取(cuìqǔ)
单级萃取：只包括(bāokuò)一个混合器和一个分
离器
萃取剂
S
萃 取
F 料液 器
回
分
收
离 萃取相L 器
器
萃余相R
单级萃取(cuìqǔ)流程
第三十三页，共49页。
产物
未被萃取的分率(fēn lǜ)φ和理论收得率1 －φ

有色冶金原理第八章溶剂萃取和离子交换课件


锌的溶剂萃取
总结词
锌的溶剂萃取是一种有效的锌提取方法，通过选择合适的萃取剂将锌离子从碱性 溶液中萃取出来，实现锌的分离和富集。
详细描述
锌的溶剂萃取通常在碱性条件下进行，常用的萃取剂有羧酸类、酚类和胺类等。 萃取过程中，锌离子与萃取剂发生反应生成可溶性的配合物，从而实现锌的分离 。经过反萃取后，锌离子被还原成金属锌，可用于制备锌锭或锌合金。
03 溶剂萃取在有色冶金中的 应用
铜的溶剂萃取
总结词
铜的溶Байду номын сангаас萃取是一种常用的铜提取方法，通过选择合适的萃取剂将铜离子从酸性溶液中萃取出来，实现铜的分离 和富集。
详细描述
铜的溶剂萃取通常在酸性条件下进行，常用的萃取剂有胺类、磷类和硫代磷类等。萃取过程中，铜离子与萃取剂 发生反应生成可溶性的配合物，从而实现铜的分离。经过反萃取后，铜离子被还原成金属铜，可用于制备电解铜 或铜合金。
离子交换动力学是研究离子交换反应速率和反应 机制的学科，对于优化分离过程和提高分离效率 具有重要意义。
2
离子交换反应速率受到多种因素的影响，如离子 交换剂的性质、溶液的组成和浓度、温度和压力 等。
3
通过研究离子交换动力学，可以了解反应速率与 各影响因素之间的关系，从而为实际应用提供理 论依据和指导。
离子交换技术发展趋势
研究新型离子交换剂，提高离子选择性和吸附容量；开发复合离子交换剂，提 高对特定离子的吸附效果；研究离子交换过程中的动力学机制，优化离子交换 过程。
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应用条件与范围选择
溶剂萃取技术适用于处理大量溶液， 尤其是对特定离子的选择性要求较高 的场合，如重金属离子分离、放射性 元素分离等。

第三章溶剂萃取法

分离与富集方法介绍
在含Hg2+，Bi3+，Pb2+，Cd2+溶液中用二苯硫腙—CCl4萃取
• 萃取Hg2+，若控制溶液的pH等于1．则Bi3+，Pb2+，Cd2+不 被萃取 • 要萃取Pb2+，可先将溶液的pH调至4—5，将Hg2+，Bi3+先除 去，再将pH调至9—10，萃取出Pb2+
分离与富集方法介绍
分离与富集方法介绍
一、萃取分离法的基本原理
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。 亲水性物质：离子型化合物，易溶于水而难溶于 有机溶剂的物质。如无机离子，含亲水基团OH,-SO3H,-NH2…的物质， 疏水性或亲油性物质：共价化合物，具有难溶于 水而易溶于有机溶剂的物质。如许多有机化合物， 酚酞，油脂等（含疏水基团-CH3,-C2H5,苯基等）
分离与富集方法介绍
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 （5） E和D的关系：
分离与富集方法介绍
（1）分配系数
• 分配系数的含义：
[A]O KD = ——————— [A]W
称为分配定律
• 分配定律适用范围：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HCl溶液中．Ti(III)与Cl-配合形成TiCl4-，加入以阳离 子形式存在于溶液中的甲基紫（或正辛胺），生成不带电 荷的疏水性离子缔合物，被苯或甲苯等惰性溶剂萃取。 • GaCl4-、InCl4-、SbCl4-、AuCl4-、PtCl62-、PdCl62-、 IrCl62-、UO2（SO4）32-、Re（NO3）4-等可以采用此法萃取 • 阳离子可以是含碳6个以上的伯、仲、叔胺或含 -NH2的碱 性染料 • 有机溶剂：苯、甲苯、一氯乙烷、二氯乙烷等惰性溶剂

第一节溶剂提取法ppt课件

有水、甲酸、甘油、二甲基亚砜。
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水作提取溶剂具有以下特点:
极性大,溶解范围广、经济易得。 浸出成分：生物碱盐类、苷、有机酸盐、
鞣质、蛋白质、树胶、水溶性色素、水溶 性多糖类、酶、少量挥发油。 缺点： 浸出范围广，选择性差，易浸出大量无 效成分造成后续工序困难，有时引起有效 成分水解或发生化学变化。提取液易霉坏 变质。
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一、提取溶剂的选择
(一)溶剂选择的依据 溶剂对有效成分溶解度大，对杂质溶解度小； 溶剂不能与欲提取成分起化学变化； 溶剂要经济、易得、使用安全等。
根据相似相溶原理，极性化合物倾向于 溶于极性溶剂，非极性化合物倾向于溶于非 极性溶剂，分子量太大的化合物往往不溶于 任何溶剂。
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(二)天然有机化合物的极性规律
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2.中等极性溶剂及其提取特点
也称亲水性有机溶剂，能与水混 溶。
如甲醇、乙醇、丙酮、丙二醇等。
它们既能溶于水，又能诱导非极性物 质产生一定的偶极距，即产生一定的极性， 使非极性物质的溶解度增加，因此对天然 有机化合物具有良好的溶解性，对动、植 物细胞穿透力强，提取成分比较全面。
其中乙醇最常用。
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亲水基团： 指与水有较大亲和力的原子团，如：氨基、 磺酸基、羟基、羧基、巯基等；
疏水基团： 也叫憎水基团或亲油基团，是指和油有较 大亲和力的原子团。
天然有机化合物分子结构中亲水性基 团多，则极性大；亲水性基团少，则极性 小。
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植物化学成分的极性估计
①葡萄糖、蔗糖：是分子较小的多羟基化合物， 具有强亲水性；
第一章 天然有机化合物提取技术
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溶剂提取法 水蒸气蒸馏技术 升华法 /压榨法 分子蒸馏技术 超临界流体萃取法 分子印迹技术 微波辅助提取技术 超声波辅助萃取技术 酶法提取技术
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萃取液的浓度 萃余液的浓度
▪在常温常压下Ｋ为常数；应用前提条件
（1） 稀溶液
（2） 溶质对溶剂互溶没有影响
（3） 必须是同一分子类型，不发生缔合或离解
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分离因素（β）
如果原来料液中除溶质A以外，还含有溶质B，则 由于A、B的分配系数不同，萃取相中A和B的相对含量 就不同于萃余相中A和B的相对含量。
生物萃取与传统萃取相比的特殊性
▪ 生物工程不同于化工生产，主要表现在生物分 离往往需要从浓度很稀的水溶液中除去大部分的 水，而且反应液中存在多种副产物和杂质，使生 物萃取具有特殊性。
▪ ① 成分复杂 ▪ ② 传质速率不同 ▪ ③ 相分离性能不同 ▪ ④ 产物的不稳定性
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溶剂萃取法的特点
溶剂萃取概述
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溶剂萃取概述
萃取在化工上是分离液体混合物常用的单元 操作，在发酵和其它生物工程生产上的应用也相 当广泛.
萃取操作不仅可以提取和增浓产物，使产物 获得初步的纯化，所以广泛应用在抗生素、有机 酸、维生素、激素等发酵产物的提取上。
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萃取的基本概念
溶剂萃取概述
①萃取:溶质从料液转移到萃取剂的过程。 ②反萃取：溶质从萃取剂转移到反萃剂的 过程。
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两元素相互分离的判据
一般来说，要使共存于同一体系的A和B分离，A 的萃取率q应在99%以上，而B的萃取率q应小于 1%，此时：
A/B
DA DB
100104 0.01
即βA/B ≥104，可使A和B彼此分离。故常将 βA/B ≥104作为两元素相互分离的判据。
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3．有机溶剂的选择
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4.4 带溶剂的使用
带溶剂：是一类能和所提取的生物物质形成复 合物，而易溶于溶剂的物质，且此复合物在一定条 件下容易分解形成成原来的生物物质。
对于水溶性强的溶质比如链霉素，可利用脂溶 性萃取剂（如月桂酸）与溶质间的化学反应生成脂 溶性复合分子，使溶质向有机相转移，在酸性条件 下又分解成链霉素而转溶于水中。
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分液漏斗
有机相 水相
溶剂萃取概述
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溶剂萃取概述
一般工业液液萃取过程
料液 （待分离物
质＋杂质 萃 取
萃取液 （待分离物 质＋少量杂质
洗 涤 剂
洗 涤
萃取剂 ＋稀释剂
杂质+少量 萃残液 待萃物质 （杂质）
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反
萃 萃取剂＋稀释剂
剂
（待返回使用）
待反 萃萃 物取 质
产物（待萃物质）
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溶剂萃取概述
萃取剂S：用以进行萃取的溶剂，
萃取液：经接触分离后，大部分溶质转移到萃取剂中， 得到的溶液，
余液：被萃取出溶质的料液。
稀释剂（原溶剂）B：混合液中的溶剂，作用是使萃
合常数发生变化 ，使分配比发生变化。
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Light phase 萃取剂
Heavy ph20a21se
溶剂萃取概述
杂质 溶质 原溶剂
第13章 溶剂萃取法 (solvent extraction)
第一讲
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1 溶剂萃取概述
萃取过程是当含有生化物质的溶液与互不相 溶的第二相接触时，生化物质倾向于在两相之间 进行分配，当条件选择得恰当时，所需提取的生 化物质就会有选择性地发生转移，集中到一相中 ，而原来溶液中所混有的其它杂质（如中间代谢 产物、杂蛋白等）分配在另一相中，这样就能达 到某种程度的提纯和浓缩。
①根据相似相溶的原理，选择与目标产物极性（ 根据介电常数判断极性p116）相近的有机溶剂为萃取 剂，可以得到较大的分配系数；
②有机溶剂与水不互溶，与水有较大的密度差， 黏度小，表面张力适中，相分散和相分离容易；
应当价廉易得，容易回收，毒性低，腐蚀性小， 不与目标产物反应。
③常用于生化萃取的有机溶剂有丁醇、丁酯、乙 酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸戊酯等。
表面活性物质聚集在两相界面上，使表面张力降低。
表面活性剂分子 亲水基团
亲水
亲油基团 亲油
亲水基团伸向水中，亲油基团伸向油中。
在完成萃取操作后，为进一步纯化目标产 物或便于下一步分离操作的实施，将目标 产物从有机相转入水相的操作就称为反萃 取（Back extraction)
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萃取的基本概念
溶剂萃取概述
萃取法是利用液体混合物各组分在某有机溶剂中的溶解 度的差异而实现分离的。
料液：在溶剂萃取中，被提取的溶液，源自溶质A：其中欲提取的物质，
萃取剂对溶质A和B分离能力的大小可用分离因素 （β）来表征。
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分离因素（β）
分离因数 ：A B 在同一萃取体系内，在同样条件 下两组分的分配比的比值。
(CLA/CLB)KA
AB (CRA/CRB) KB
β=1 KA = KB 分离效果不好； β>1 KA > KB 分离效果好； β越大，KA 越大于KB，分离效果越好。
萃取过程有选择性 能与其它步聚相配合 通过相转移减少产品水解 适用于不同规模 传质快 周期短，便于连续操作 毒性与安全环境问题
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2 萃取过程的理论基础
液液萃取是以分配定律为基础
分配定律：一定T、P下，溶质在两个互不相溶的溶剂中
分配，平衡时，溶质在两相中浓度之比为常数。
K-分配系数
K
Cl CR
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溶质与带溶剂之间的作用： 离子对萃取：正负离子结合成对的萃取； 离子交换萃取： 反应萃取：
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4.5 乳 化
乳化：水或有机溶剂以微小液滴分散在有机 相或水相中的现象。
这样形成的分散体系称乳浊液。 乳化带来的问题：有机相和水相分相困难， 出现夹带，收率低，纯度低。
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1）乳浊液形成原因
◆ T↑，分子扩散速度↑，故萃取速度↑ ◆ T影响分配系数
例：青霉素 ― T↑，水中的溶解度↑ ∴ 萃取时 T↓使K↑；反萃时 T↑使K反↑
红霉素、螺旋霉素― T↑，水中的溶解度↓ ∴ 萃取时 T↓使K↑；反萃时 T↑使K反↑
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4.3. 离子强度
离子强度主要影响物质的溶解度。 当有无机盐——氯化钠、硫酸铵，作用： 生化物质在水中溶解度↓，K↑；两相比重差↑ 两相互溶 度↓
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4 有机溶剂萃取的影响因素
4.1 pH的影响
pH影响表观分配系数（K） pH低有利于酸性物质分配在有机相，碱性物质 分配在水相。
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由萃取机理和 K～pH 的关系式可得出如下结论：
萃取 反萃取
酸性物质 碱性物质
pH<pK pH>pK
pH>pK pH<pK
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4.2. 温度T