第6讲(溶剂萃取)
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第一章 萃取培训资料1.1 萃取简介萃取车间建立在海拔四千多米的平台上,年产纯阴极铜15000吨,采用的萃取剂是M5640,采用两反萃,高铜一萃,低铜两萃取的工艺流程。
溶剂萃取所起的作用与浓密机相似,它通常处理低品位、不纯的料液而产出一个高纯、高含量的产品。
萃取的目标是: 净化将铜从浸出液中提取出来而不萃取其它的阴离子和阳离子,特别是铁、氯和锰。
富集将铜浓度从浸出液中一般含铜为1~10 g/L 富集到电解液中含铜50 g/L ,这样的浓度条件对铜电积是最优化的。
要实现这些目标,萃取必须做到: ∙ 采用最合适的萃取剂; ∙ 采用最合适的稀释剂; ∙ 采用经过合理配置的设备;∙ 采用最优化的流程结构,如2级萃取加1级反萃,2级萃取加2级反萃,2级萃取1级沉清加1级反萃,3级萃取加2级反萃, 2级萃取1级洗涤加1级反萃;∙ 操作时需要进行优化的参数如下: 有机相的厚度;混合室的相比(有机相/水相)和相连续性; 浸出液的流量;电解车间的流量和电解液的铜浓度;萃取剂浓度;1.2 萃取和反萃的化学原理铜的萃取剂是羟肟类化合物。
它可以螯合机理萃取铜和其它的金属阳离子。
螯合在拉丁和希腊语的词根中是一个钳子的意思。
萃取剂从两边与金属成化学键,就象将金属抓在一个螃蟹的一对钳子中。
用羟肟萃取剂萃取二价金属离子的反应方程式入下:AqSO M OrgH R -+++-2422AqSO H OrgM R -+++2422对该方程式有以下几点要说明:当M 2+被萃取时,要释放出两个氢离子,因此每萃取1.0 g/L 铜会产出1.5 g/L H 2SO 4。
萃取和反萃是平衡和可逆的反应,其平衡态取决于反应方程式左边和右边的反应物种的相对活度。
在萃取反应中, 羟肟或有机相负载铜而变为负载有机相;在反萃中, 铜从羟肟中被反萃下来,所以变为再生有机相。
提高H +的浓度或降低pH 使反应向左移动。
提高萃取剂或Cu 2+的浓度使反应向右移动。
溶剂萃取知识点总结一、溶剂萃取的原理溶剂萃取是通过物质在两种相间的分配系数的差异而实现物质的分离和浓缩。
在溶液与溶剂接触的时候,溶质(萃取物)会在两种相间发生分配,达到平衡。
通过这种分配平衡,就可以达到提取溶质的目的。
当溶质在两种不同的溶液中的分配系数大致相等时,可以通过多次的分配来使溶质转移。
二、溶剂萃取的分类1. 单级萃取:指在一次抽提操作过程中,溶液和溶剂接触后,仅发生一次分配,不再进行第二次分配,即一次抽提完成。
2. 多级萃取:在一次抽提操作结束后,不断重复进行沉淀产物与溶液接触,多次分配,并用新的溶剂进行抽提的过程。
三、溶剂萃取的应用1. 化工领域:溶剂萃取主要应用在石油、化工、冶金、有色金属等行业,用于提取金属离子、有机物和无机物等。
2. 食品领域:在食品加工过程中,溶剂萃取可以提取植物油、蛋白质、色素等。
3. 钴、镍等有色金属的萃取提纯。
4. 药品领域:在制药过程中,溶剂萃取可以用于分离和提取药物的成分,或者提取药物中的杂质。
5. 环保方面:通过溶剂萃取可以对有机废水进行处理,将废水中的有机物去除,达到环保的目的。
四、溶剂萃取的优缺点1. 优点:(1) 操作简单,易于控制;(2) 能够适用于大量的样品分析;(3) 可以进行选择性溶剂萃取,实现目标物质的高效提取。
2. 缺点:(1) 有些物质溶于多种溶剂,选择适宜的萃取剂有一定难度;(2) 需要消耗大量的有机溶剂,产生大量的废溶剂,对环境造成污染;(3) 萃取后需要进行进一步的溶剂回收和废弃物处理,增加了操作成本。
五、溶剂萃取的过程及步骤1. 与样品混合:将样品和适量的溶剂混合,在搅拌或加热的条件下使之充分混合。
2. 分液:待混合物充分混合后,静置一段时间,使得样品中的目标物质与溶剂达到分配平衡,产生两个不同相的层。
3. 采集上层液:通过分液漏斗或者其他分离设备采集上层液相。
4. 净化:对采集的上层液做进一步的处理和净化,使得目标物质得到更纯净的提取。
萃取操作条件
1. 温度可是萃取操作的关键条件呀!就像做饭时火候的重要性一样,温度不合适,那可就全完蛋啦!比如说用热水萃取茶叶,水温太高或太低,味道能好吗?
2. 萃取时间也不能忽视呀!你想想,时间太短能充分萃取出来吗?就像跑步,没跑够时间怎么能达到效果呢!比如萃取咖啡,时间不够那味道肯定差好多呢!
3. 溶剂的选择太重要啦!这就好比选对工具去干活儿,选错了能行吗?比如用错溶剂去萃取某种物质,那肯定得不到想要的呀!
4. 搅拌速度也是个要点哦!搅拌快了或慢了都会有影响,这不就跟划船似的,节奏不对怎么能前进顺利呢!像在萃取一些混合物时,搅拌速度可得把握好。
5. 物料的粒度也有讲究呀!太大太小都不行,这和切菜一样,切得不合适做菜也不好吃呀!比如萃取某种矿石,粒度不合适怎么能有效呢?
6. 压力在某些萃取中可是很关键的呢!这就像给气球打气,压力不对气球能吹好吗?像超临界萃取时,压力控制不好可就麻烦啦!
7. 料液比也不能马虎呀!多了少了都不行,就像调颜料,比例不对颜色能对吗?比如萃取某种植物成分,料液比不合适效果肯定大打折扣。
8. 设备的清洁度也会影响萃取呀!脏兮兮的设备能弄出好东西吗?这就像你用脏碗盛饭,你会觉得舒服吗?所以一定要保证设备干净呀!
9. 操作人员的技术水平可重要啦!一个熟练的和一个生疏的能一样吗?就像开车,老司机和新手差别大了去了!在萃取操作中,技术好的才能做好呀!
10. 环境条件也别小看呀!太嘈杂或太脏的环境能行吗?这就像在安静的图书馆和吵闹的市场看书,效果能一样吗?萃取操作也需要一个合适的环境呢!
我的观点结论:萃取操作条件真的每一个都很重要,都需要认真对待呀!。
实验6 萃取与折光率的测定一、实验目的1. 学习萃取原理及其操作方法。
2. 熟悉萃取过程中溶剂的选择及其应用。
3. 学习折光率的和测定方法。
掌握阿贝折光仪的使用。
二、萃取原理与应用萃取是有机化学实验中用来提取或纯化有机化合物的常用操作之一。
应用萃取可以从固体或液体混合物中提取出所需要的物质,也可以用来洗去混合物中少量杂质。
通常称前者为“抽提”或“萃取”;后者为“洗涤”。
萃取是利用物质在两种不互溶(或微溶)溶剂中溶解度或分配比的不同来达到分离、提取或纯化目的的一种操作。
这可用与水不互溶(或微溶)的有机溶剂从水溶剂中萃取有机化合物来说明。
将含有机化合物的水溶液用有机溶剂萃取时,有机化合物就在两液相间进行分配。
在一定温度下,此有机化合物在有机相中和在水相中的浓度之比为一常数,此即所谓“分配定律”。
假如一物质在两液相A和B中的浓度分别为c A和c B,则在一定温度下,c A/c B=K,K是一常数,称为“分配系数”,它可以近似地看作为此物质在两溶剂中溶解度之比。
有机物质在有机溶剂中的溶解度,一般比在水中的溶解度大,因而可以将它们从水溶液中萃取出来。
但是一般情况下,一次萃取是不可能将全部物质移入新的有机相中(除非分配系数极大)。
在萃取时,若在水溶液中先加入一定量的电解质(如氯化钠),利用所谓“盐析效应”,以降低有机化合物和萃取溶剂在水溶液中的溶解度,常可提高萃取效果。
当用一定量的溶剂从水溶液中萃取有机化合物时,是一次萃取好还是将溶剂等分成多份即多次萃取好呢? 可以利用下列推导来说明。
设在V mL的水中溶解W0g的物质,每次用S mL 与水不互溶的有机溶剂重复萃取。
假如W1g为萃取一次后剩留在水溶液中的物质量,则在水中的浓度和在有机相中的浓度就分别为W1/V和(W0一W1)/S,两者之比等于K,亦即:令W2g为萃取两次后在水中的剩留量,则有:显然,在萃取几次后的剩留量W n应为当用一定量的溶剂萃取时,总是希望在水中的剩余量越少越好。
高中化学教案萃取
目标:通过本实验,学生将能够理解萃取过程的原理和应用,掌握萃取方法的基本步骤和注意事项。
材料:橙汁、乙醚、漏斗、蒸馏烧瓶、烧杯、玻璃棒、试管、热水浴
实验步骤:
1. 将一定量的橙汁倒入烧杯中。
2. 加入适量的乙醚,并用玻璃棒轻轻搅拌。
3. 将橙汁和乙醚混合液倒入漏斗中,并放置一段时间让两者分层。
4. 打开漏斗塞,将下层的橙汁废液放出。
5. 将上层的乙醚溶液转移至蒸馏烧瓶中。
6. 在烧杯中加热水,使用热水浴将乙醚蒸发,得到纯净的橙汁提取物。
注意事项:
1. 实验过程中要注意安全,避免接触到有害化学品。
2. 实验器材要保持清洁,以免影响结果。
3. 乙醚易挥发,要注意防止其泄漏。
4. 实验结束后要正确处理废液和实验残留物。
拓展讨论:
1. 为什么使用乙醚而不是其他有机溶剂进行提取?
2. 为什么要使用热水浴将乙醚蒸发?
3. 萃取在哪些领域有应用?可以举例说明。
4. 除了橙汁,还可以用什么其他物质进行萃取实验?效果会有什么不同?
通过本实验,学生将能够亲身体验萃取过程,加深对化学实验方法和原理的理解,培养实验技能和科学思维。