溶剂萃取.
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第5章 溶剂萃取
【5】、萃取体系表示法 被萃取物(起始浓度)/水相组成/有机相组成
〔萃合物的分子式〕
例：
Ta5, Nb5 100 克 升 4MH2SO4、8MHF 80%TBP 煤油 H2TaNbF6 •3TBP
表示被萃物是五价的Ta、Nb离子，萃取前它们 的浓度为100克/升，水相的组成为4M浓度的硫酸和 8M的氢氟酸。有机相的组成为80%的TBP作萃取剂， 20%的煤油作稀释剂，萃合物的分子式为 H2TaF6·3TBP及H2MbF6·3TBP。
• 根据离子的性质，大部分金属盐是强电解质，它 们在水中有较大的溶解度。这不仅是由于水是极 性大的液体，能够使盐类离解成离子，而且水使 金属离子溶剂化而促进溶解.然而大部分简单的金 属盐，显著地不溶于有机溶剂中。因为有机溶剂 多半是非极性化合物。
• 只有当金属离子或其盐类与有机溶剂分子生成一 种在有机溶剂中比在水中更易溶解的化合物时才 有可能。这主要是由于它们的分子结构与有机溶 剂分子具有相似的特点，即所谓“同类溶解同类” 规则。
（5）操作安全，无毒、不易燃、不挥发。 （6）稳定，便于储存。 （7）价廉，来源充足。
有色冶金生产中常用的萃取剂有胺盐、醇类、酮 类、羧酸类、磷酸类等。
萃合物：萃取剂与被萃取物发生化学反应生成的 不易溶于水相而易溶于有机相的化合物，通常是一种 络先要选用合适的萃取剂, 它是一种能将金属离子通过配位化学反应从水相选择 性地转入有机相,又能通过另一类配位化学反应从有 机相转到水相,借以达到金属的纯化与富集的有机化 合物。
• 人们为寻找选择性更高的萃取剂开展了大量的稀土溶 液配位化学的研究工作,可以说稀土配位化学的发展 就是从这里开始的。是配位化学和分离化学成功的结 合。配位化学一个重要的应用领域是配位萃取。
溶剂萃取技术
溶剂萃取技术溶剂萃取技术是一种常用的分离和提纯方法，广泛应用于化学、生物、环境等领域。
本文将介绍溶剂萃取技术的原理、应用以及一些相关的注意事项。
一、原理溶剂萃取技术基于溶剂与待提取物质之间的亲和性差异，通过在不同溶剂中的分配系数来实现分离和提取。
其基本步骤包括：选择合适的溶剂、混合溶液和待提取物；将混合溶液与待提取物充分接触，使其发生相互作用；经过一段时间后，分离出溶液，待提取物即可得到分离和提取。
溶剂的选择是溶剂萃取技术中非常重要的一步，常用的溶剂包括有机溶剂和水。
有机溶剂如乙酸乙酯、苯、氯仿等常用于非极性物质的提取，而水则常用于极性物质的提取。
溶剂的选择要根据待提取物的性质、溶解度以及实际需求来确定。
二、应用1. 化学领域：溶剂萃取技术广泛应用于有机合成、分析化学以及药物研发等方面。
例如，在有机合成中，可以使用溶剂萃取技术将产物从反应混合物中提取出来，实现反应物和产物的有效分离和纯化。
2. 生物领域：在生物制药、基因工程等领域，溶剂萃取技术被用于分离和纯化蛋白质、核酸等生物大分子。
通过选择合适的溶剂和提取条件，可以实现对目标物质的高效提取和纯化。
3. 环境领域：溶剂萃取技术在环境监测和废水处理中也有广泛应用。
例如，在环境监测中，可以使用溶剂萃取技术将有机污染物从土壤或水样中提取出来，进而进行分析和检测。
三、注意事项1. 安全性：在使用有机溶剂时，要注意其挥发性和毒性，避免对人体和环境造成伤害。
同时，在操作过程中要做好防护措施，如佩戴手套、护目镜等。
2. 溶剂选择：要根据待提取物的性质和需求，选择合适的溶剂。
同时，也要考虑溶剂的成本和可回收性等因素。
3. 操作条件：包括温度、时间、溶液浓度等，都会对溶剂萃取的效果产生影响。
要根据实际需求进行优化，以提高分离和提取的效率和纯度。
4. 废弃物处理：在溶剂萃取过程中生成的废弃物要妥善处理，避免对环境造成污染。
溶剂萃取技术是一种常用的分离和提纯方法，其原理简单、灵活性强，广泛应用于化学、生物、环境等领域。
溶剂萃取法
国外报导采用溴代四烷基吡啶作为去乳化剂，效果很 好。它可由丁醇合成，价廉，既易溶于水，又易溶于丁酯 中，因此它既能破坏w／o型， 也能破坏O／W型。与溴代 十五烷基吡啶相比，乳浊液破坏较完全，能降低青霉素随 废液的损失，用量为0.03％——0.05％。
去乳化剂的选择方法
1、以HLB数可作为指标；
2、主要应用实验方法来决定。
用于生物制品如酶、蛋白质、核酸、多肽和氨基酸 等的提取精制。
本章重点介绍有机溶剂萃取法的理论与实践。
一、分配定律
萃取平衡时，根据相律，有：
F＝c－P十2 其中：F 自由度， c 组分数，P 相数。 若系统中除两种溶剂外，只含有一种溶质，则 c＝3。因为P＝2，代入相律，得F＝3。 当温度、压力一定时，F＝1，即一个变数就 能决定整个系统。亦即：一相的浓度如果固定，另 一相的浓度亦应固定，其关系可用分配定律表示。
乳化机理
所以表面张力降低，液体容易分散成微滴而发生乳化。在乳浊液中，界 面积大，物系的自由能大，故为热力学不稳定系统，会自行破坏。因此 要形成乳浊液，还应具备使其稳定的条件。
（二）、乳浊液的稳定条件和乳浊液的类型
影响乳浊液稳定性的因素： 1)、界面上保护膜是否形成。表面活性剂分子聚集在界
面上，在分散相液滴周围形成保护膜。保护膜应具有一定的 机械强度，不易破裂，能防止液滴碰撞而引起聚沉。
应用场合：
1、有的产物的水溶性很强，在通常有机溶剂中溶解度 都很小，则如要采用溶剂萃取法来提取，可借助于带溶剂。
2、即使水溶性不强的产物，有时为提高其收率和选择 性，也可考虑采用带溶剂。
举例：链霉素
水溶性较强的碱(如链霉素)可与脂肪酸(如月桂酸)形 成复合物而能溶于丁醇、醋酸丁酯、异辛醇中，在酸性下 (pH 5.5—5.7)，此复合物分解成链霉素而可转入水相。
去乳化剂的选择方法
1、以HLB数可作为指标；
2、主要应用实验方法来决定。
用于生物制品如酶、蛋白质、核酸、多肽和氨基酸 等的提取精制。
本章重点介绍有机溶剂萃取法的理论与实践。
一、分配定律
萃取平衡时，根据相律，有：
F＝c－P十2 其中：F 自由度， c 组分数，P 相数。 若系统中除两种溶剂外，只含有一种溶质，则 c＝3。因为P＝2，代入相律，得F＝3。 当温度、压力一定时，F＝1，即一个变数就 能决定整个系统。亦即：一相的浓度如果固定，另 一相的浓度亦应固定，其关系可用分配定律表示。
乳化机理
所以表面张力降低，液体容易分散成微滴而发生乳化。在乳浊液中，界 面积大，物系的自由能大，故为热力学不稳定系统，会自行破坏。因此 要形成乳浊液，还应具备使其稳定的条件。
（二）、乳浊液的稳定条件和乳浊液的类型
影响乳浊液稳定性的因素： 1)、界面上保护膜是否形成。表面活性剂分子聚集在界
面上，在分散相液滴周围形成保护膜。保护膜应具有一定的 机械强度，不易破裂，能防止液滴碰撞而引起聚沉。
应用场合：
1、有的产物的水溶性很强，在通常有机溶剂中溶解度 都很小，则如要采用溶剂萃取法来提取，可借助于带溶剂。
2、即使水溶性不强的产物，有时为提高其收率和选择 性，也可考虑采用带溶剂。
举例：链霉素
水溶性较强的碱(如链霉素)可与脂肪酸(如月桂酸)形 成复合物而能溶于丁醇、醋酸丁酯、异辛醇中，在酸性下 (pH 5.5—5.7)，此复合物分解成链霉素而可转入水相。
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。
溶剂萃取(精)
1． 螯合物萃取体系
螯合物萃取是分析化学中应用最广泛的萃 取体系，所用的萃取剂为螯合剂。可用做萃取 剂的螯合剂与试样中的被萃取金属离子生成四 元、五元或六元环状螯合物很稳定，因而萃取 灵敏度很高，可用于萃取浓度很低的金属离子， 在分离同时达到富集的效果。
萃取过程
① 萃取剂在两相中分配平衡 ② 水相中萃取剂电离平衡 ③ 萃取剂与萃取离子络合平衡 ④ 内络盐在两相中分配平衡
(CH3)2N
S
N(CH3)2 +
[BF4] -
N
主要萃取条件：配位阴离子、酸性溶液和惰性溶剂
高分子量胺萃取
高分子量胺（本身是液体，有时溶在稀释剂中）
与酸反应生成的盐难溶于水，但易溶于有机溶剂
而被萃取。
质子加成反应
R3 N有机 H A R3 NH A有 机
因此，高分子胺可用于水溶液中酸的萃取。
V（有机）
）2
DV（有机） V（水）
经n次萃取后水相中剩余溶质质量：
mn
m0
(
V(有机）
)n
DV（有机） V（水）
n次萃取后的萃取效率E为：
E
1
(
V(水） DV（有机）
）n V（水）
以CCl4萃取20mL水溶液中的I2，已知 碘在水与CCl4的分配比为85，试比较用 20mL CCl4 一次萃取及每次用 10mL CCl4 分两次萃取的萃取效率。
D cA总 (有机） cA总 (水）
3.萃取百分率
萃取百分率：被萃取物在有机相中的量占 它在两相中的A在两相中的总量
100%
4．萃取效率
设：萃取体系中水相的体积为V水， 有机相的体积为V有，则萃取效率可从下 式计算：
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
• ⑵萃取率（q），即萃取百分率 • 表示萃取平衡时，萃取剂的实际萃取能力，常用萃取率来表示。
•
萃取率q
=
被萃物在有机相中的量 被萃物在料液中的总量100%
• 令 C ＿平衡时有机相中的浓度
•
C＿平衡时水相中的浓度
•
VS＿有机相体积
•
VF＿料液体积
• 令：VS R, R称为相比，
VF
•
∴
上式=
• 分子中有C=NOH结构，如N509（5，8＿二乙基＿7羟基＿十二烷基＿6＿ 肟，相当于国外的Lix63；
• N510（2＿羟基＿5＿十二烷基＿二苯甲酮肟，相当于国外的Lix64。 • 二者都是萃铜的萃取剂。
、 • d Kelex型萃取剂
• 8＿羟基喹咛的衍生物，例如：Kelex100，十二烯基＿8＿羟基喹咛，它可 从高浓度铜浸出液中萃取回收铜，萃取能力比Lix型强。
我国的萃取工业发展较国外稍迟一些，是在二十世纪六十年代开始的，但发展很 快。目前，我国有自己合成的新型萃取剂，有自己独特的萃取工艺，水平并不低 于国外。在我国，很多稀有金属的生产，某些有色金属的提取分离等都已应用该 法，这种方法所以能发展得如此快，主要是由于该法具有很多优点，如：分离效 率高、操作安全方便、生产成本低、作业易于连续化、自动化、生产量大等等。
析此时有机相中被萃物的量，即为饱和容量。
• 第二节 萃取基本原理
• 一、萃取过程的物理化学 • 1、萃取过程本质 • 在萃取过程中，要使物质从水相转入有机相，就必须使它从亲水性转变为疏
水性，使它从易溶于水相转变为易溶于有机相，萃取过程的实质就在于利用 物质的亲水性和疏水性的相互转化。
• 在湿法冶金的溶剂萃取中，金属离子大多是亲水性的极性物质，在水溶液中 大多以水合离子状态存在，要使它们从亲水性变为疏水性，就必然要使萃取 剂与金属的水合离子发生化学作用，萃取剂必须将部分或全部的金属离子周 围的水分子顶替出来，生成不带电荷的易溶于有机溶剂的化合物（多数是络
溶剂萃取法
溶剂萃取法
溶剂萃取法（一般称：萃取法），是指利用溶质在互不相溶的溶剂里溶解度的不同，用一种溶剂把溶质从另一溶剂所组成的溶液里提取出来的操作方法。
例如，用四氯化碳从碘水中萃取碘，就是采用萃取的方法。
萃取分离物质的操作步骤是：把用来萃取（提取）溶质的溶剂加入到盛有溶液的分液漏斗后，立即充分振荡，使溶质充分转溶到加入的溶剂中，然后静置分液漏斗。
待液体分层后，再进行分液．如要获得溶质，可把溶剂蒸馏除去，就能得到纯净的溶质。
萃取的机理既有物理的溶解作用，又有化学的配合作用，是一个复杂的物理溶解过程。
按照萃取机理的不同，可分为五种类型：简单分子萃取、中性配合萃取、酸性配合萃取、离子缔合萃取和协同萃取。
第2章溶剂萃取
P’= He + Hd + Hn
常用溶剂的罗氏极性参数
溶剂
正庚烷 正己烷 环戊烷 四氢呋喃
乙酸乙酯 氯仿 甲乙酮 丙酮 乙腈 甲醇 水
P’
ɛ（介电常数）
0.2
1.92
0.1
1.88
-0.2
1.97
4.0
7.6
4.4
6.0
4.1
4.8
4.7
18.5
5.1
5.8
37.8
5.1
32.7
10.2
80
Xe =He/P’ Xd = Hd/P’ Xn= Hn/P’
醋酸
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。
• 极性是一种抽象概念，用以表示分子中电荷不对 称（assymmetry)的程度。
• 表征的参数常有偶极矩、介电常数、油水分配系 数、溶解度参数和罗氏极性参数。
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。
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 c wa te r
lg Ko/ w lg P
典型香味化合物的油水分配系数
常用溶剂的罗氏极性参数
溶剂
正庚烷 正己烷 环戊烷 四氢呋喃
乙酸乙酯 氯仿 甲乙酮 丙酮 乙腈 甲醇 水
P’
ɛ（介电常数）
0.2
1.92
0.1
1.88
-0.2
1.97
4.0
7.6
4.4
6.0
4.1
4.8
4.7
18.5
5.1
5.8
37.8
5.1
32.7
10.2
80
Xe =He/P’ Xd = Hd/P’ Xn= Hn/P’
醋酸
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。
• 极性是一种抽象概念，用以表示分子中电荷不对 称（assymmetry)的程度。
• 表征的参数常有偶极矩、介电常数、油水分配系 数、溶解度参数和罗氏极性参数。
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。
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 c wa te r
lg Ko/ w lg P
典型香味化合物的油水分配系数
溶剂萃取
• 在生物产物中，可用于有机酸、氨基酸、抗生素、维 生素、激素和生物碱等生物小分子的分离和纯化。
2
Light phase
杂质
溶质 萃取剂 原溶剂
Heavy phase
3
萃取的基本概念
•料液：在溶剂萃取中，被提取的溶液；
•溶质：其中欲提取的物质； •萃取剂：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； •萃余液：被萃取出溶质的料液；。
20
4 乳化和去乳化
• 在萃取过程中，由于剧烈振荡等原因，可能出现 乳浊液现象，造成分层困难影响萃取效果。实际 发酵产物的萃取操作中常发生乳化现象。 • 乳化即一种液体以细小液滴 ( 分散相 ) 的形式分散 在另一不相溶的液体(连续相)中的现象。 • 产生乳化后使有机相和水相分层困难，出现两种 夹带： ①发酵废液(萃余液)中夹带有机溶剂(萃取液)微滴， 使目标产物受到损失； ②有机溶剂(萃取相)中夹带发酵液(萃余液)，给后 处理操作带来闲难
• 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较稀，但萃取较完全。
34
5.2多级错流萃取
• 萃取设备
43
5.3 多级逆流萃取 解析方法
• 第1级 Xi=K0Yi ；HYi+1+LXi-1=HYi+LXi • 对于第1级 X0=0可得：Y2=(1+E)Y1； • 对于第2级 Y3=(1+E)Y2-EY1＝(1+E+E2)Y1； • 类推，第n级 Yn+1=(1+E+E2+…+En)Y1； • 整理：Yn+1=[(En+1－1)/(E-1)]Y1 • 萃取分率P=LXn/HYn+1=EYn/Yn+1=(En+1-E)/(En+1-1) • 未被萃取分率 φ=(E-1)/(En+1-1)；
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第四章 溶剂萃取
§4-1 概 述
溶剂萃取在分析化学中，萃取分离法主 要用于元素的分离和富集。如果被萃取 组分是有机化合物，则可以取有机相直 接进行比色（分光光度法）测定，这种 方法称为萃取比色法。萃取比色法具有 较高的灵敏度和选择性。
一、分 类
液-液萃取
萃取对象
液-固萃取 液-气萃取（溶液吸收）
溶剂萃取分离方法自其出 现以来，现已广泛用于分析化
学、无机化学、放射化学、湿
法冶金以及化工制备等领域。
§4-2萃取的基本参数
1．分配系数
液-液萃取是物质在互不相溶两种液相之间分 配的过程，物质在两相中的分布服从分配定律， 即：在一定温度和压力下，物质A在有机相与 水相中分配达到平衡时，其浓度比为一常数， 通常称为分配系数Kd：
分两次萃取：
V 20 （水） 2 2 E % 1 ( ) 100% 1 （ ） 100% 99.95% DV 85 10 20 （水） （有机） V
注意
1、同量的萃取剂，分多次萃取的效率 比一次萃取的效率高。
附： 螯合条件的选择
稳定性较大的络合物
1、螯合剂的选择
本身分配系数较小
螯合物分配系数大
螯合物溶解度大、与水比重差别大
2、溶剂的选择
挥发性少些、毒性少些 酸度大，生成难离解的有机酸 酸度小，水解
3、酸度适当
2．离子缔合物萃取体系
1． 螯合物萃取体系
螯合物萃取是分析化学中应用最广泛的萃 取体系，所用的萃取剂为螯合剂。可用做萃取 剂的螯合剂与试样中的被萃取金属离子生成四 元、五元或六元环状螯合物很稳定，因而萃取 灵敏度很高，可用于萃取浓度很低的金属离子， 在分离同时达到富集的效果。
萃取过程
① ② ③ ④ 萃取剂在两相中分配平衡 水相中萃取剂电离平衡 萃取剂与萃取离子络合平衡 内络盐在两相中分配平衡
V( 水） n E 1 ( ） DV （水） （有机） V
以CCl4萃取20mL水溶液中的I2，已知 碘在水与CCl4的分配比为85，试比较用 20mL CCl4 一次萃取及每次用 10mL CCl4 分两次萃取的萃取效率。
解：一次萃取：
85 E% 100% 100% 98.84% D V(水）/ V(有机） 85 20 / 20 D
Kd
C A( 有机） C A( 水）
2.分配比
当溶质A在水相或有机相中发生电离、聚合
等作用时，就会存在着多种化学形式，由于不
同形式在两相中的分配行为不同，故总的浓度
比就不是常数。溶质A在两相中的总浓度比值，
则称为分配比,用符号D表示。 实际的应用中一般多用 D。
D
c A总 ( 有机） c A总 ( 水）
3.萃取百分率
萃取百分率：被萃取物在有机相中的量占 它在两相中的百分数。
A在有机相中的总量 E% 100% A在两相中的总量
4．萃取效率
设：萃取体系中水相的体积为V水， 有机相的体积为V有，则萃取效率可从下 式计算：
E %c A总 ( 有机） V( 有机） c A总 ( 水） VA（水） 由于D c A总 (有机） c A总 （水）
D 所以E % 100% D V(水）/ V （有机）
c A总 ( 有机） V( 有机）
D E% 100% D V(水）/ V （有机）
1．当V(水)＝V(有)，即用与试液同体积的有机溶剂 来率取，此时上式为： 2．当V(水)＝V(有)，而D＝1时，则萃取一次萃取 效率为50%； D E% 100% D 1 90%，则D必须大于9； 3．若要求萃取百分率大于 4．当分配比不够大时，一次萃取的效率不达要求， 可采用多次萃取的方法来提高萃取效率。
2、增加萃取次数将增大工作量，并将
引起误差。
§4-3主要的萃取体系
概念：溶剂萃取体系是由水相和有机相
组成的。①其中有机相被称为萃取剂；
②萃取后的水相称为萃余液，③被萃入 到有机相中的物质称为萃合物。 分类：根据萃合物分子性质的不同，萃 取体系可分为螯合物萃取、离子缔合物
萃取和协同萃取等几种类型。
5．多次连续萃取的计算
设V（水）为水相体积，V（有）为每次加入的有机相 体积，m0为被萃取前试样中A的质量，m1、 m2、……mn为1次、2次……n次萃取后水相中剩余 的A的质量，求m1、m2、……mn？
解:
c A总 （有机） ( m0 m1 ) / V( 有机） D c A总 (水） m1 / V(水）
V （水）
经一次萃取后留在水相中A的质量
m1 m（ 0 DV （水） （有机） V ）
第二次萃取后水相中剩余溶质质量：
m2 m1 (
V(有机）
DV （水） （有机） V
） m0 (
V （有机）
DV （水） （有机） V
）
2
经n次萃取后水相中剩余溶质质量： V( 有机） m n m0 ( )n DV （水） （有机） V n次萃取后的萃取效率E为：
蒸气逸出（也叫放气）
静置分层 有机相 ～ 2min
水相和絮状物
有机相
3～5次
产生乳化的原因
由于液-液萃取过程中剧烈振动，经常发生乳 化现象，特别是那些含脂肪的样品。 原因：体系的性质、离子浓度、有机相粘度、 萃取温度、pH等。
温度越低，有机相粘度越大，离子浓度越高
越易产生乳化。
破乳的常用方法
通过改变KD; 改变溶剂或化学平衡作用的添加剂;
缓冲剂调节pH;
盐调节离子强度。
三、溶剂萃取优点
溶剂萃取具有选择性好、回收率高、 设备简单、操作简便、快速，以及易于 实现自动控制等特点，因此一直受到广
泛重视。至今为止已研究了90多种元素
的溶剂萃取体系。
四、溶剂萃取应用
二、液- 液萃取
水溶剂：亲水化合物进入
到水相中。 两种不相容 的液体
有机溶剂：疏水性化合物将进
入有机相中的程度就越大。
液-液萃取原理
利用样品中不同组分
分配在两种不混溶的溶
剂中溶解度或分配比的
水相 有机相
不同来达到分离、提取
或纯化的目的。
液-液萃取步骤
Gas
振荡几次
打开活塞
溶剂体积为样品溶液的30 ％～35％。
§4-1 概 述
溶剂萃取在分析化学中，萃取分离法主 要用于元素的分离和富集。如果被萃取 组分是有机化合物，则可以取有机相直 接进行比色（分光光度法）测定，这种 方法称为萃取比色法。萃取比色法具有 较高的灵敏度和选择性。
一、分 类
液-液萃取
萃取对象
液-固萃取 液-气萃取（溶液吸收）
溶剂萃取分离方法自其出 现以来，现已广泛用于分析化
学、无机化学、放射化学、湿
法冶金以及化工制备等领域。
§4-2萃取的基本参数
1．分配系数
液-液萃取是物质在互不相溶两种液相之间分 配的过程，物质在两相中的分布服从分配定律， 即：在一定温度和压力下，物质A在有机相与 水相中分配达到平衡时，其浓度比为一常数， 通常称为分配系数Kd：
分两次萃取：
V 20 （水） 2 2 E % 1 ( ) 100% 1 （ ） 100% 99.95% DV 85 10 20 （水） （有机） V
注意
1、同量的萃取剂，分多次萃取的效率 比一次萃取的效率高。
附： 螯合条件的选择
稳定性较大的络合物
1、螯合剂的选择
本身分配系数较小
螯合物分配系数大
螯合物溶解度大、与水比重差别大
2、溶剂的选择
挥发性少些、毒性少些 酸度大，生成难离解的有机酸 酸度小，水解
3、酸度适当
2．离子缔合物萃取体系
1． 螯合物萃取体系
螯合物萃取是分析化学中应用最广泛的萃 取体系，所用的萃取剂为螯合剂。可用做萃取 剂的螯合剂与试样中的被萃取金属离子生成四 元、五元或六元环状螯合物很稳定，因而萃取 灵敏度很高，可用于萃取浓度很低的金属离子， 在分离同时达到富集的效果。
萃取过程
① ② ③ ④ 萃取剂在两相中分配平衡 水相中萃取剂电离平衡 萃取剂与萃取离子络合平衡 内络盐在两相中分配平衡
V( 水） n E 1 ( ） DV （水） （有机） V
以CCl4萃取20mL水溶液中的I2，已知 碘在水与CCl4的分配比为85，试比较用 20mL CCl4 一次萃取及每次用 10mL CCl4 分两次萃取的萃取效率。
解：一次萃取：
85 E% 100% 100% 98.84% D V(水）/ V(有机） 85 20 / 20 D
Kd
C A( 有机） C A( 水）
2.分配比
当溶质A在水相或有机相中发生电离、聚合
等作用时，就会存在着多种化学形式，由于不
同形式在两相中的分配行为不同，故总的浓度
比就不是常数。溶质A在两相中的总浓度比值，
则称为分配比,用符号D表示。 实际的应用中一般多用 D。
D
c A总 ( 有机） c A总 ( 水）
3.萃取百分率
萃取百分率：被萃取物在有机相中的量占 它在两相中的百分数。
A在有机相中的总量 E% 100% A在两相中的总量
4．萃取效率
设：萃取体系中水相的体积为V水， 有机相的体积为V有，则萃取效率可从下 式计算：
E %c A总 ( 有机） V( 有机） c A总 ( 水） VA（水） 由于D c A总 (有机） c A总 （水）
D 所以E % 100% D V(水）/ V （有机）
c A总 ( 有机） V( 有机）
D E% 100% D V(水）/ V （有机）
1．当V(水)＝V(有)，即用与试液同体积的有机溶剂 来率取，此时上式为： 2．当V(水)＝V(有)，而D＝1时，则萃取一次萃取 效率为50%； D E% 100% D 1 90%，则D必须大于9； 3．若要求萃取百分率大于 4．当分配比不够大时，一次萃取的效率不达要求， 可采用多次萃取的方法来提高萃取效率。
2、增加萃取次数将增大工作量，并将
引起误差。
§4-3主要的萃取体系
概念：溶剂萃取体系是由水相和有机相
组成的。①其中有机相被称为萃取剂；
②萃取后的水相称为萃余液，③被萃入 到有机相中的物质称为萃合物。 分类：根据萃合物分子性质的不同，萃 取体系可分为螯合物萃取、离子缔合物
萃取和协同萃取等几种类型。
5．多次连续萃取的计算
设V（水）为水相体积，V（有）为每次加入的有机相 体积，m0为被萃取前试样中A的质量，m1、 m2、……mn为1次、2次……n次萃取后水相中剩余 的A的质量，求m1、m2、……mn？
解:
c A总 （有机） ( m0 m1 ) / V( 有机） D c A总 (水） m1 / V(水）
V （水）
经一次萃取后留在水相中A的质量
m1 m（ 0 DV （水） （有机） V ）
第二次萃取后水相中剩余溶质质量：
m2 m1 (
V(有机）
DV （水） （有机） V
） m0 (
V （有机）
DV （水） （有机） V
）
2
经n次萃取后水相中剩余溶质质量： V( 有机） m n m0 ( )n DV （水） （有机） V n次萃取后的萃取效率E为：
蒸气逸出（也叫放气）
静置分层 有机相 ～ 2min
水相和絮状物
有机相
3～5次
产生乳化的原因
由于液-液萃取过程中剧烈振动，经常发生乳 化现象，特别是那些含脂肪的样品。 原因：体系的性质、离子浓度、有机相粘度、 萃取温度、pH等。
温度越低，有机相粘度越大，离子浓度越高
越易产生乳化。
破乳的常用方法
通过改变KD; 改变溶剂或化学平衡作用的添加剂;
缓冲剂调节pH;
盐调节离子强度。
三、溶剂萃取优点
溶剂萃取具有选择性好、回收率高、 设备简单、操作简便、快速，以及易于 实现自动控制等特点，因此一直受到广
泛重视。至今为止已研究了90多种元素
的溶剂萃取体系。
四、溶剂萃取应用
二、液- 液萃取
水溶剂：亲水化合物进入
到水相中。 两种不相容 的液体
有机溶剂：疏水性化合物将进
入有机相中的程度就越大。
液-液萃取原理
利用样品中不同组分
分配在两种不混溶的溶
剂中溶解度或分配比的
水相 有机相
不同来达到分离、提取
或纯化的目的。
液-液萃取步骤
Gas
振荡几次
打开活塞
溶剂体积为样品溶液的30 ％～35％。