萃取和反萃取概念
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反萃取原理和操作方法1. 反萃取原理是指将已被萃取的物质重新从溶剂中分离出来的过程。
这是一种常用的化学分离和提取技术。
- 反萃取的目的是将溶液中的目标物质从溶剂中分离出来,以得到纯净的目标物质。
- 反萃取的过程可以分为三个基本步骤:吸附、洗脱和回收。
2. 反萃取的操作方法通常涉及以下步骤:- 准备溶液:将已被萃取的物质溶解在适当的溶剂中,形成初始溶液。
- 加入反萃取剂:将反萃取剂加入初始溶液中,使目标物质与反萃取剂发生反应。
- 分离反萃取物:通过合适的方法(如离心、滤液或萃取等)将反萃取物与溶剂分离。
- 洗脱目标物质:通过洗脱剂的作用,使目标物质从反萃取物中脱离。
- 回收目标物质:将洗脱得到的溶液进行适当处理,以获得纯净的目标物质。
3. 反萃取原理常用于从溶液中提取金属离子、有机物和生物活性分子等目标物质。
- 对于金属离子的反萃取,通常使用配体溶液作为反萃取剂,通过配位反应将金属离子与配体络合,从而将其从溶液中分离出来。
- 对于有机物的反萃取,通常使用有机溶剂作为反萃取剂,并通过调整溶剂的极性、酸碱性等参数,使目标有机物从溶液中分离出来。
- 对于生物活性分子的反萃取,常常借助亲和层析、吸附柱等技术,用特定的固相材料作为反萃取剂,从溶液中选择性地吸附和洗脱目标分子。
4. 反萃取过程中,反萃取剂的选择非常重要。
反萃取剂应具有和目标物质发生选择性反应的能力。
- 反萃取剂的化学性质和溶剂性质是选择的关键因素。
它们应受到目标物质的化学性质、极性和溶解性等因素的影响。
- 反萃取剂的浓度和用量、反应温度和反应时间等因素也会影响反萃取效果。
5. 反萃取过程中还需要注意反应的平衡性。
根据化学反应平衡原理,溶液中存在的化学物质浓度越高,达到平衡所需的反应时间就越短。
- 为了减少反萃取过程中的浓度差,可以进行多次反萃取循环,或者通过改变反萃取剂的浓度、温度等条件,进一步促进反应的平衡。
6. 在反萃取过程中,溶剂的选择和使用非常重要。
有机物分离和提纯的常用方法1.蒸馏:蒸馏是一种经典的分离和提纯方法,适用于具有不同沸点的有机物混合物。
通过加热混合物,使其中沸点较低的有机物蒸发为气体,然后在冷凝器中冷凝为液体,从而实现分离。
常用的蒸馏方法包括简单蒸馏、真空蒸馏和分馏等。
2.萃取:萃取是利用不同有机物在不同溶剂中的溶解度不同,从而实现分离和提纯的方法。
常见的萃取方法包括常压萃取和反萃取。
常压萃取是将待分离的混合物与适合的溶剂接触,使其中一个或多个有机物溶解到溶剂中,从而实现分离。
反萃取是从溶剂中将之前溶解的有机物重新提取出来。
3.结晶:结晶是通过控制溶液中溶质在溶剂中的浓度,使溶质逐渐从溶液中析出晶体的过程。
通过结晶可以实现有机物的纯化和提纯。
常见的结晶方法包括普通结晶、溶剂结晶和慢性结晶等。
4.纯化:纯化是指通过对有机物进行一系列的加工和处理,去除其中的杂质,使有机物达到较高纯度的过程。
常用的纯化方法包括重结晶、冻结干燥、溶剂萃取和分离纯化等。
5.凝固:凝固是指通过控制温度使有机物从液态转变为固态的过程。
通过凝固可以实现有机物的分离和提纯。
常见的凝固方法包括冷却和冷冻等。
6.过滤:过滤是将固体颗粒从液体中分离的方法。
常见的过滤方法包括重力过滤、压力过滤和吸滤等。
过滤可以用于分离具有不同粒径和不溶性的固体颗粒。
7.分液:分液是利用具有不同密度的有机物在溶剂中的分层现象进行分离的方法。
常见的分液方法包括漏斗分液和离心分液等。
除了上述常用的分离和提纯方法,还有许多其他的方法,如层析、电离、扩馏和萃取桶等。
这些方法在不同的实验和工业环境中都有广泛的应用。
选择适合的方法取决于具体的有机物性质、分子量、溶解度等因素。
萃取反萃取方程式嘿,朋友们!今天咱们来聊聊化学里超级有趣的萃取和反萃取,这就像是一场化学物质的“搬家”游戏呢。
首先来说说萃取。
想象一下,溶液里的各种溶质就像是住在集体宿舍里的小伙伴们,有的时候我们想要把其中一部分小伙伴单独拉出来玩。
比如说碘(I₂)在水溶液里,就像一个小透明混在一群小伙伴中。
这时候我们加入四氯化碳(CCl₄),这就好比开来了一辆超级酷炫的专车。
碘在四氯化碳里的溶解度比在水里大多啦,于是就发生了这样神奇的反应:I₂(aq)+ CCl₄(l)⇌ I₂(CCl₄)。
这就像碘看到了豪车(四氯化碳),毫不犹豫地跳上去,从水溶液这个“大杂院”跑到了四氯化碳这个“豪华单间”里。
然后呢,反萃取登场啦。
这就像是玩腻了的碘又想回到水溶液这个大家庭。
我们可以加入一些还原剂,比如亚硫酸钠(Na₂SO₃)。
这就像是一个神奇的召回使者。
反应方程式是:I₂(CCl₄)+ 2Na₂SO₃(aq)+ H₂O (l) = 2NaI(aq)+ Na₂SO₄(aq)+ 2HCl(aq)。
这时候的碘啊,就像被召回的小宠物,从四氯化碳这个“小天地”又回到了水溶液这个“大怀抱”。
再比如铜离子(Cu²⁺)在水溶液里,我们加入有机萃取剂,像磷酸三丁酯(TBP),反应就像Cu²⁺(aq)+ 2TBP(l)⇌ Cu(TBP)₂²⁺(有机相)。
铜离子像是被有机萃取剂这个“大磁铁”给吸走了,从水相跑到了有机相。
要是想把铜离子再弄回来进行反萃取呢,我们可以加入酸,比如硫酸(H₂SO₄)。
反应方程式是Cu(TBP)₂²⁺(有机相)+ H₂SO₄(aq)= Cu²⁺(aq)+ 2TBP(l)+ SO₄²⁻(aq)。
这就像铜离子被酸这个“大力士”又给拽回了水溶液里,整个过程就像一场化学物质的奇幻之旅。
你看,萃取和反萃取就这么有趣。
就像是溶质们在不同的化学“住所”之间来回穿梭,一会儿在这个房子里,一会儿又被召唤到那个房子里。
第四章萃取一、名词解释萃取:是利用液体或超临界流体为溶剂提取原料中目标产物的分离纯化操作。
反萃取:通过调节水相条件,将目标产物从有机相转入水相的萃取操作成为反萃取。
分配系数:在恒温恒压条件下,溶质在互不相容的两相中达到分配平衡时,其在两相中的浓度之比为一常数,该常数称为分配系数。
即K=溶质在萃取相中的浓度/溶质在萃余相中的浓度=C2/C1。
分离因子:萃取剂对溶质A和B的选择或分离能力可以用分离因子表示。
即α=(C2A/CIA)/(C2B/C1B)=KA/KB(C:浓度;下标1,2分别表示萃余相和萃取相;A、B:溶质;α越大,A和B越容易分离,分离效果越好)超临界流体:物质均具有其固有的临界温度和临界压强,在P-T相图上称为临界点,在临界点以上物质处于即非液体也非气体的超临界状态,这时的物质称为超临界流体。
化学萃取:化学萃取是指利用脂溶性萃取剂与溶质之间的化学反应生成脂溶性复合因子实现水溶性溶质向有机相的分配,主要用于一些氨基酸和极性较大的抗生素的萃取。
双水相体系: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,并且在两相水分均占有很大比例,即形成双水相系统。
萃取因子:即萃取平衡后萃取相和萃余相中质量之比。
用E表示。
盐效应:由于同一双水相系统中添加不同的盐产生的相间电位不同,故分配系数与静电荷数的关系因无机盐而异,这称为盐效应。
二、选择1.萃取利用的是物质在两相之间的___B___不同来实现分离或纯化。
A.溶解度比B.分配系数C.分离系数D.稳定常数2.下列搭配中不适合双水相萃取的是____C__。
A.聚乙二醇/磷酸盐B.葡聚糖/甲基纤维素C.聚乙二醇/丙三醇D. 聚乙二醇/葡聚糖3.荷电溶质分配系数的对数与溶质的净电荷数成___A___关系,称为______。
A.正比/盐效应B.指数/塞曼效应C.非线性/道南效应D.反比/法拉第效应4.对于超临界流体萃取,溶解萃取物时通常__C____;分离萃取物时通常______。
萃取和反萃取概念
萃取
溶剂萃取简称萃取,它是利用溶质在两种不相混的液体之间的不同分配来达到分离和富集的目的。
比如:采用Acorga M5640(美国CYTEC公司生产)萃取剂从含铜的水溶液中回收铜。
萃取剂和料液是不相混溶的两种液体,在一定的条件下萃取剂可以将铜离子从水溶液中提取出来,这个过程可简单地用化学方程式表示:
上式中,RH代表萃取剂。
这个化学反应式是可逆的,萃取剂RH可以与溶液中的铜离子Cu2+作用生成
R2Cu,这是正反应,称为萃取过程;当用硫酸与R2Cu作用又可以将铜离子释放出来,萃取剂获得再生,可以复用,这是逆反应,称为反萃取过程。
有机相和水相
有机相通常是由萃取剂和稀释剂组成的,萃取剂能够选择性地与被萃的金属离子相结合。
稀释剂一般都用煤油,比重较小,属于惰性溶剂与金属离子不发生化学作用,其目的只是用来调节萃取剂的浓度,降低有机相的黏度和比重,这样有利于分相。
此处说明一下,一般萃取剂工厂用的煤油不是普通灯用煤油,而是磺化煤油。
磺化是用硫酸除掉煤油中的芳烃或不饱和烃的化合物。
因为这些不饱和烃的化合物在萃取时容易氧化,破坏萃取平衡及分相。
目前这种煤油是在石油裂化分馏时截取一定馏份而产生出的,如上海炼油厂所产的260#煤油含的芳烃小于10%,闪点70℃。
水相即为含金属离子的水溶液,比如含铜的矿坑废水或含铜的各类浸出液,当水相与有机相在一定条件下混合时,水相中的铜离子即被萃入有机相中。
当水相和有机相混合一定的时间后,静置、分相,此时的水相称为萃余液.
含硫酸的水溶液与含铜的负载有机相混合一定时间后,静置分相,此时的水溶液称作反萃液。
相比与流比
在萃取过程或反萃取过程中,有机相体积与水相体积之比例称为相比,通常用O/A表示。
O代表有机相的体积,A代表水相体积.在生产中有机相和水相都是连续给入的,此时有机相的流量与水相的流量(或反萃液)的比例称为流比,流量的单位是m3/h或L/min。
分配系数与分离系数
在萃取或反萃取的过程中,在某一条件下达到“平衡”之后,金属在有机相和水相中有一定的分配比例,我们把某种被萃取的物质在有机相中的浓度与在水相中的浓度之比称作该物质的分配系数,严格来说应叫分配比,通常用D表示.简言之,分配比表示一个萃取体系达到平衡后,被萃取物质在两相中的分配情况。
如用M5640萃取铜,达到平衡后铜的分配比为:
DCu=有机相中铜的浓度/水相中铜的浓度
分离系数则是表示两种金属分离的难易程度,通常用β表示,它等于两种金属在同样萃取条件下分配比的比值,如铜和铁的分离系数:
βCu /Fe = DCu/DFe
β值越大(或越小)说明这两种金属越容易分离,当β=1时两种金属就分不开了。
分配比和分离系数都不是一个定值,当温度、萃取剂的组成和浓度、水相的成份和酸度、相比等条件发生变化时,分配比和分离系数都将随之变化。
在萃取工艺中希望有较大的分配比和分离系数.分配比高意味着有较高的萃取率;分离系数大,意味着两种金属分离彻底.
饱和容量与操作容量
一定浓度的有机相萃取某种金属有一个限度,达到这个限度就不能再萃取,这时的有机相的金属浓度称为饱和容量,也叫最大负荷量。
如10%的M5640对铜的饱和容量为5.3% g/l,10%Ne对铜的饱和容量为4.8 g/l。
在生产中有机相的实际能力不会达到饱和,通常只有饱和容量的60~80%,此时有机相金属浓度称为操作容量。
萃取率
萃取率表示在萃取过程中金属被萃取到有机相中的总量占原液中金属总量的百分数,通常用η表示。
如铜的萃取率:
η=(被萃到有机相中的铜金属总量/料液中铜的总量)×100%
萃取率与分配比的关系是:
η=×100%
此处,1/R即为相比O/A的倒数,计算出一个体系的萃取率就可以看出萃取的完全程度。