化工原理第四章 萃取

第四章萃取分离法经典萃取即是使溶液与另一种不相混溶的溶剂密切接触，让溶液中的某种或几种溶质介入溶剂中，从而使它们与溶液中的其他干扰组分分离的过程。

萃取分离在很早时就应用于分析中。

1842年Péligot发现乙醚可以硝酸溶液中萃取硝酸铀酰。

1867年，又有人发现某些金属的硫氰酸盐可溶于乙醚，因此，可以用乙醚来分离钴和镍。

萃取技术从核燃料的提取、分离和纯化开始，已广泛地应用于是化工、冶金、制药、生物和航天等领域。

近20年来，基于科学技术的发展，又衍生出超临界萃取、双水相萃取、凝胶萃取、和膜基萃取等多项新型萃取分离技术。

第一节萃取分离的基本参数一、萃取化学中常用的名词萃取－原来溶于水相的被萃物与有机相接触后，通过物理或化学过程，部分或几乎全部转入有机相地过程。

溶剂－萃取过程中构成连续有机相地液体。

萃取剂－能与被萃物有化学结合，又能溶于有机相的有机溶剂。

配位剂－指溶于水相能与金属离子生成配合物的配位体。

这类配位剂按功能可分为二大类：抑萃配位剂，起到抑止干扰离子进入有机相的作用；助萃配位剂，起到协助金属离子进入有机相盐析剂－是本身不能被萃取，也不能与金属离子配位的无机盐。

其作用有两方面：其一，盐析剂的水合作用，吸引了一部分自由水分子，使自由水分子的两减少，使被萃物在水中的相对浓度增加，有利于萃取；其二，盐析剂的存在增加水的极性，有利于合有机相分层，减少乳化作用。

萃合物－被萃物与萃取剂结合而能萃取到有机相的化合物。

反萃剂－指能破坏有机相中萃合物的结构，使生成易溶于水相的化合物。

萃洗液－能洗去萃取液中的杂质而又不能使萃取物分离出来的水相溶液。

萃余液－萃取后残余的水相，一般指多次连续萃取后残余的水相。

协同萃取－用二种或二种以上的萃取剂萃取同一种离子或化合物时，他们的分配比大于或小于他们单独使用时的分配比加和。

协萃剂－在协萃体系中，萃取剂A在一定试验条件下单独使用时的萃取分配比比萃取剂B单独使用时的萃取效率低，但在B 中加入A 后，萃取效率大大提高，则成A 为B 的协萃剂。

化工原理萃取
化工原理中的一种常用技术是萃取。

萃取是一种通过在两个不相溶的相中转移物质的过程。

该过程常用于分离和提取化合物，以及从溶液或混合物中去除杂质。

在萃取中，通常会使用两种相，即有机相和水相。

有机相通常是有机溶剂，可以与待提取物质发生相互作用。

而水相则是用于分离提取物质的溶剂，通常是水或酸碱溶液。

萃取过程的关键是选择合适的有机相和水相，以及调节温度、酸碱度等条件，使得待提取物质能够在两相间分配达到最大程度。

常用的有机相包括醚类、醇类、酮类等，而常用的水相则是酸碱溶液或水。

萃取操作一般分为简单萃取和多级萃取两种方式。

简单萃取是指一次性使用一种有机溶剂进行提取，适用于提取量较少的情况。

而多级萃取则是指使用多种有机相进行多次提取，以提高提取效率和纯度。

在萃取过程中，要注意控制各种条件，如溶剂的选择、溶解度、温度、pH值等。

此外，还需要注意操作的安全性，如通风、
避免火源等。

萃取操作还需要进行后续的分离、过滤、干燥等步骤，以获得纯净的提取物质。

综上所述，萃取是一种常用的化工原理技术，通过在两个不相溶的相中转移物质，实现分离和提取化合物的目的。

在进行萃
取操作时，需要注意选择合适的溶剂、控制条件，并进行后续的分离和处理步骤。

化工原理萃取的原理和过程
化工原理中的萃取是一种分离技术，通过两种或更多互不溶解的液体相中的溶质分子在物理或化学作用下从一个相转移到另一个相，以实现溶质的分离和纯化。

萃取的基本原理是根据溶质在两相之间的相对溶解度不同，利用两相的不溶性将溶质从原始混合物中分离出来。

萃取过程可以分为以下几个步骤：
1. 选择合适的溶剂：根据待分离的目标溶质的性质，考虑到它在溶剂中的溶解度和选择性，选择的溶剂应与混合物的其他组分无相容性。

2. 混合物与溶剂接触：将混合物与溶剂加入一起，并充分搅拌或搅拌以实现溶质的均匀分配。

3. 平衡：让混合物与溶剂在一定的时间内保持接触，使得溶质在两相之间达到平衡分配。

4. 相分离：通过物理或化学手段，使得混合物与溶剂分成两个不溶的相。

根据溶质的亲疏水性，可以利用重力、离心、过滤或蒸发等方法分离两相。

5. 萃取：溶质会根据其相对溶解度的差异，从一个相转移到另一个相。

适当调
整操作条件，如温度、压力、pH值等，以促进溶质在两相之间的传递。

6. 分离和回收：在萃取过程中，根据溶质在两相之间的分配系数和两相的溶解度，可以通过进一步处理两相来分离和回收溶质。

综上所述，化工原理中的萃取利用两相的不溶性和溶质在两相之间的相对溶解度差异，将溶质从混合物中分离出来。

通过选择合适的溶剂、混合物与溶剂接触、平衡、相分离、调整操作条件、分离和回收等步骤，完成溶质的萃取过程。

化工原理实验—萃取萃取是化工工程中常见的分离纯化技术，其基本原理是将混合物中的目标化合物转移至另一种不相混溶的可溶剂中，从而实现分离纯化。

萃取广泛应用于化工、生物工程、食品行业等领域，具有操作简便、分离效率高、纯度可控等优点。

本实验旨在通过萃取实验，加深学生对萃取原理及操作技巧的理解，提高学生解决工程问题的能力和综合实验操作技能。

实验一：两相萃取分离苯和甲苯实验原理：苯和甲苯是两种不同的有机物，可以用两相萃取法进行分离。

两相萃取法是指两种可相互溶解的液体用分液漏斗分离，其中一种液体通常为水，称为水相，另一种液体为无水溶液，称为有机相。

以苯和甲苯为例，实验原理如下：苯和甲苯对水不溶，可以用水作为萃取剂，使其溶于水相中，从而完成两相分离。

实验步骤：1. 将5 mL苯和5 mL甲苯混合在干净干燥的锥形瓶中，摇匀后记录混合物体积。

2. 将混合液倒入分液漏斗中，加入等体积的水。

3. 将分液漏斗盖住并轻轻摇动，使两相充分混合。

4. 等两相分离后，打开分液漏斗的滴嘴，放出有机相，记录体积。

5. 重复取两组数据。

6. 根据实验数据计算苯和甲苯在水中的分配系数。

实验结果：实验数据如下表所示：混合物体积/mL 有机相体积/mL10 5.5计算分配系数：由于苯和甲苯对水不溶，可以假设二者在水相中的浓度非常接近于0，因此可以利用分配定律（分配系数=有机相中溶质的摩尔浓度/水相中溶质的摩尔浓度）计算分配系数。

在实验中，混合物体积相同，有机相中苯和甲苯的摩尔浓度分别为：由于苯和甲苯的分子量相似，可将它们的平均摩尔浓度作为计算结果（C=（0.043+0.043）/2=0.043 mol/L）。

水相中溶质的摩尔浓度非常接近于0，可认为不对分配系数产生影响。

Kd = (5.5 mL/10 mL)/(4.5 mL/10 mL) ≈ 1.22实验二：萃取纯化对乙酰氨基酚实验原理：对乙酰氨基酚是一种亲水性较强的化合物，可以通过萃取纯化的方法提高其纯度。