第三章溶剂萃取法
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溶剂萃取技术在湿法冶金中的应用由于其技术效果好,在一定条件下经济效果也很高,因此在再生金属的湿法冶金中已有不少研究和应用。
(1)溶剂萃取过程
利用有机溶剂从与其不相混溶的液相中将某种物质提取出来的方法称为溶剂萃取。
萃取体系的组成 萃取体系是由有机溶液(有机相)和水溶液(水相)两个互不相溶的液相所组成的体系;
有机相
萃取剂(与被萃取物有化学结合)
稀释剂(与被萃取物没有化学结合,只起溶剂作用,如煤油等)
添加剂(可有可无,加入后或起协萃作用,或抑制三相生成)
水相
无机盐(被萃取的物质及杂质等)
无机盐(或盐析剂)
萃取体系最重要的是有机相的选择,它包括萃取剂、稀释剂、添加剂及其浓度的选择,必须根据具体情况通过理论分析和试验加以确定。
萃取分离金属的原理 煤油及其他油类不溶于水的性质称为“疏水性”。油类之所以有疏水性是因为它的分子极性很小,在强极性的水中难以溶解。能溶于水溶液中的物质一般是离子化合物,它们在水中可电离并发生离子水化现象而具有“亲水性”,如半径小(如Li+)或电荷多(Fe3+)的离子的水化程度大。
但物质的疏水性和亲水性并非绝对的,创造一定的条件可使亲水性物质变成疏水,反之亦然。萃取技术的全过程可以说是使亲水性的金属离子转成疏水而进入有机相中,而反萃取时疏水性的萃合物中的金属离子转成亲水性而进入水相中。
萃取原则流程图如下所示:
1.(对应考点一)以下实验装置一般能用于分离物质的是(
)
A.只有①② B.只有②③
C.只有①③ D.①②③
解析:①是蒸馏,用于分离互溶而沸点不同的液体混合物;②为蒸发,是从溶液中得到固体的方法;③为过滤,用于固体与液体的分离。D项正确。
答案:D
2.(对应考点一)在自来水蒸馏实验中,下列操作叙述正确的是( )
A.在蒸馏烧瓶中盛满自来水,并放入几粒沸石
B.将温度计水银球插到蒸馏烧瓶自来水中
C.冷水从冷凝器上口入,下口出
D.收集到的液体取少量滴入硝酸银和稀硝酸,无明显现象
解析:蒸馏烧瓶中不可盛满自来水,A不正确;温度计水银球应在蒸馏烧瓶的支管口处,B不正确;冷凝器中冷却水的流向应为下口进水,上口出水,C不正确。
答案:D
3.(对应考点二)选择萃取剂将碘从碘水中萃取出来,这种萃取剂应具备的性质是( )
A.不溶于水,且必须易与碘发生化学反应
B.不溶于水,且比水更容易使碘溶解
C.不溶于水,且必须比水的密度大
D.不溶于水,且必须比水的密度小
解析:假设要用溶剂A将溶质X从溶剂B中萃取出来,A应具备的基本性质是:①与B互不相溶;②X在A中的溶解度远大于在B中的溶解度;③X与A不发生化学反应。
答案:B
4.(对应考点二)在使用分液漏斗进行分液时,正确的操作是( )
A.上层液体经漏斗下口放出
B.分离液体时,将漏斗拿在手上进行分离
C.分离液体时,分液漏斗口上的小孔与大气相通时打开活塞
D.分液漏斗中盛装的是液体,振荡后不必扭开活塞把气体放出
解析:为确保分离效果,下层液体由漏斗下口放出,上层液体要经漏斗上口倒出;分离液体时,分液漏斗要固定在铁架台的铁圈上;分液时,磨口塞上的凹槽与漏斗口上的小孔要对准,这时漏斗内外的空气相通,压强相等,漏斗内的液体自然流下;振荡后由于溶液体积要发生变化,需旋开活塞放气。
答案:C
5.(探究题)(1)现有一瓶A和B的混合液,已知它们的性质如下表。
第2讲 物质的分离与提纯
考点一 物质分离、提纯的物理方法
1.物质分离、提纯的区别
(1)物质的分离
将混合物的各组分分离开来,获得几种纯净物的过程。
(2)物质的提纯
将混合物中的杂质除去而得到纯净物的过程,又叫物质的净化或除杂。
2.物质分离、提纯常用的物理方法
(1)图①装置名称:过滤
适用范围:固液分离
注意事项—一贴:滤纸紧贴漏斗内壁二低——滤纸上缘低于漏斗口—液面低于滤纸上缘三靠——烧杯紧靠玻璃棒—玻璃棒轻靠三层滤纸处—漏斗下端紧靠烧杯内壁
(2)图②装置名称:蒸发结晶
适用范围:组分的溶解度受温度影响差距大的混合物分离
注意事项——玻璃棒的作用:搅拌,防止液体局部过热而
飞溅—停止加热的标准:有大量晶体析出时停止加 热,利用余热蒸干
(3)图③装置名称:分液
适用范围——萃取:利用溶质在互不相溶的溶剂里的溶解度 不同,用一种溶剂把溶质从它与另一种溶剂 组成的溶液里提取出来—分液:分离两种互不相溶的液体
注意事项——溶质在萃取剂中的溶解度比在原溶剂中大;—萃取剂与原溶剂不反应、不相溶;—萃取剂与溶质不反应。
(4)图④装置名称:蒸馏
适用范围:分离沸点相差较大的液体混合物
注意事项——温度计的水银球在蒸馏烧瓶的支管口处—蒸馏烧瓶中要加沸石—冷凝管水流方向应为下口进,上口出
(5)图⑤装置名称:升华
适用范围:某种组分易升华的混合物,利用物质升华的性质在加热条件下分离的方法。
1.滤液出现浑浊时如何处理?可能原因是什么?
2.分液漏斗是萃取、分液操作中必须用到的仪器,在使用前必须检查是否漏液,如何检查分液漏斗是否漏液?
3.在粗盐的提纯实验中,过滤,舍去不溶性杂质(滤渣)后,怎样从母液中获取NaCl固体?
提示: 1.更换滤纸重新过滤;滤纸破损或滤液超过滤纸边缘。
2.关闭活塞,向分液漏斗中加入一定量的水倒置,观察是否漏水,若不漏水再将活塞旋转180°,然后倒置观察是否漏水。
第9章 溶液
1 第9章 溶液
[教学要求]
1.掌握质量分数、摩尔分数、质量摩尔浓度、质量浓度、物质的量浓度等基本概念及有关计算。
2.掌握非电解质稀溶液通性(依数性):非电解质稀溶液蒸气压下降——拉乌尔定律、沸点升高、凝固点降低、渗透压的概念、及其有关计算。
3.掌握电解质和非电解质的基本概念;掌握强电解质溶液理论;
[教学重点]
1.非电解质稀溶液通性。
2.强电解质溶液理论。
[教学难点]
非电解质稀溶液蒸气压下降——拉乌尔定律、沸点升高、凝固点降低、渗透压的概念、及其有关计算
[教学时数] 2学时
[主要内容]
1.溶液的浓度(组成量度):质量分数和摩尔分数、质量浓度、物质的量浓度、质量摩尔浓度的基本概念及其相关计算
2.非电解质稀溶液的依数性:非电解质稀溶液的蒸气压下降——拉乌尔定律、溶液的沸点升高及凝固点降低原理及其计算公式应用、溶液的渗透压,渗透压与浓度、温度的关系:
3.电解质在水溶液中的存在状态:电解质和非电解质的基本概念;强电解质溶液理论:离子氛、活度和活度系数、离子强度的概念及其计算。
[教学内容]
9-1 溶液的浓度和溶解度
溶液: 凡两种以上的物质混和形成的均匀稳定的分散体系,叫做溶液。
气体溶液、固体溶液、液体溶液
溶解过程: ① 溶质分子或离子的离散过程
② 溶剂化过程
溶液的形成伴随随能量、体积、颜色的变化。
溶液:电解质溶液、非电解质溶液
9-2 非电解质稀溶液通性
难挥发非电解质稀溶液的依数性
稀溶液的依数性:
只与溶液的浓度有关,而与溶质的本性无关。
这些性质包括:蒸气压下降、沸点升高、凝固点下降及渗透压等
1. 蒸气压下降
稀溶液蒸气压下降的实验
说明溶液的蒸气压小于纯溶剂的蒸气压。
实验测定25°C时,水的饱和蒸气压: p (H2O) = 3167.7 Pa;
0.5 mol · kg-1 糖水的蒸气压则为: p (H2O) = 3135.7 Pa;