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第三章 萃取分离法（溶剂萃取）利用每一元素在两种不互溶的液相之间的不同分配，将混合原料中的每一元素逐一分离的方法称之为溶剂萃取分离法。
溶剂萃取分离方法具有生产的产品纯度和收率高、化学试剂消耗少，生产环境好、生产过程连续进行、易于实现自动化控制等优点，是分离工业应用十分广泛的工艺方法。
12溶剂萃取分离稀土元素示意图3逆流串级萃取示意图5萃取分离法（溶剂萃取）第一节．溶剂萃取的基本知识1.1萃取体系的组成萃取体系中包括由有机物质组成的有机相和水溶液组成的水相。
有机相主要包括萃取剂、稀释剂。
水相包括含有待萃取元素的水溶液（一般称为料液）、洗涤液、反萃取液等水溶液。
这些成分的作用分别介绍如下：1）萃取剂：能与被萃物生成一种不溶于水相而溶于有机相的萃合物，使被萃物与其它物质分离的有机试剂。
2）稀释剂：用于改善萃取剂的物理性能（减小比重、降低粘度、增加流动性）的惰性有机溶剂，其本身不参与萃取反应。
6萃取分离法（溶剂萃取）3）料液：含有多种待分离元素的水溶液。
如果溶液中含有元素A 、B ，A 与萃取剂生成萃合物的能力大与B ，则A 称之为易萃组分，B 称之为难萃组分。
4）洗涤液：用于洗涤已萃取有A 和少量B 的有机相，使其中B 洗回到水相，A 得到纯化的水溶液。
5）反萃液：使有机相中的被萃物质与萃取剂解离，返回水相的水溶液。
在萃取的生产中，有时为了控制第三相的生成，7萃取分离法（溶剂萃取）1.2 萃取体系分类萃取体系可以按照萃取剂种类分类，例如：磷型萃取体系、胺型萃取体系、鳌合型萃取体系等。
这种分类方法对萃取机理不确定的体系特别适用。
萃取体系也可以按被萃金属的外层电子构型不同来划分，如5f 区元素（锕系）萃取，4f 区元素（镧系）萃取等类型。
此外，也有按萃取液相的不同分为酸性、中性萃取体系、或硫酸、盐酸、硝酸萃取体系的方法。
8萃取分离法（溶剂萃取） 最常用的萃取体系分类方法是根据萃取机理或萃取过程中生成的萃合物的性质分类。
“相似相溶”原则例：丙醇和溴丙烷的混合物，用水萃取极性的丙醇。
用弱极性的乙醚可从极性的三羟基丁烷中萃取弱极性的酯。
用苯或二甲苯非极性溶剂可从马来酸酐和马来酸的混合物中萃取马来酸酐，这样就可以方便地测定马来酸酐中的游离酸，而不受马来酸酐的影响。
分配系数较小物质的萃取，采用连续萃取器。
3.3 溶剂萃取平衡及影响因素通常的萃取过程包括三个基本步骤p55 ：第一步：水相中的被萃取溶质与加入的萃取剂生成可萃取化合物（即萃合物，通常是配合物）；第二步，在两相界面萃合物因疏水分配作用进入有机相；第三步，萃合物在有机相中发生化学反应（聚合、离解、与其他组分反应等）。
溶质最终在两相间达到动态分配平衡。
当含有一定溶质的水溶液用一定的溶剂萃取，其分配比恒定，因而萃取效率也应不变.但实际上，萃取过程较复杂，影响溶剂萃取的因素很多，对于不同的萃取体系，起主要作用的影响因素不同，同一影响因素对不同萃取体系的影响也不一样。
本节以螯合物萃取和离子缔合物萃取为例，对影响溶剂萃取的主要因素简要介绍。
3.3.1 螯合物萃取平衡及影响因素p631.螯合物萃取平衡螯合剂通常是多官能团的有机弱酸（HA），结构中既含有酸性基团（如－OH、－NOH、－SH）又含有配位基团（如＝CO、＝N－等）。
萃取过程中，金属离子Mn+将螯合物中的H+置换出来，同时与配位基团通过配位键结合，生成具有环状结构的疏水性金属螯合物MAn。
在螯合物萃取过程中，可看作主要有以下4步平衡：（1）螯合剂HA在水相中的离解平衡（HA（2）被萃金属离子M n+A－（3）螯合剂HA（4）金属螯合物MAn在水相和有机相中的分配平衡假设：金属离子浓度较稀；M n+在有机相中只以配合物MA n形式存在；M n+在水相中无其他副反应（如水解、缔合等）；水相中MA n的浓度（［MA n］(W)则螯合萃取过程的分配比D M为：K ex K ex就可以计算出在一定pH 及螯合剂浓度条件下的分配比。
§3-6 胺类萃取剂一、胺类萃取剂和萃取机理Smith 和Page 首先报道了长碳链脂肪胺能萃取酸的性质，并首先发现其萃取行为与阴离子交换树脂极为相似，因此有液体阴离子交换剂之称。
胺类萃取剂具有达到萃取平衡所需时间短，又具备阴离子交换分离选择性等优点。
与磷类萃取剂相比。
它的萃取容量高，耗损少，选择性较好。
因此在分析化学和放射化学中，他们常用于分离、提纯、富集各种金属离子。
但胺类萃取剂的缺点是，他们的胺盐在有机相中易于聚合，形成三相和乳化，使相分离困难。
此外，他们萃取金属离子的机理比较复杂，以致对其规律性不易掌握。
胺类萃取剂是指氨分子中三个氢原子部分或全部被烷基所取代，分别得到伯胺、仲胺、叔胺和季铵盐，其结构如下：N HH R N H R'R N R R''R'N R R''R'R'''A -伯胺仲胺叔胺季胺盐此处R 、R'、R''和R'''代表不同的或相同的烷基，A -代表无机酸根，如Cl -、NO 3-、SO 42-等。
按烷基的化学结构又可区分为直链胺、支链胺和芳香胺。
低碳链胺易溶于水，不适宜用作萃取剂，随着烷基取代物的增加和碳链的增长，他们在水中的溶解度减小。
通常作为萃取剂的是含有8-12个碳原子的高分子量的胺，他们难溶于水，易溶于有机溶剂。
伯、仲、叔胺的分子中都具有孤对电子的氮原子，能和无机酸的H +离子形成稳定的配位键而生成相应的胺盐。
这些胺盐和季胺盐中的阴离子与水溶液中的金属络阴离子发生交换，使被萃取物进入有机相，因此这种萃取机理主要是通过阴离子交换反应，下面以叔胺为例，进一步讨论胺类萃取剂对金属离子的萃取机理。
1．对酸的萃取萃取酸是胺类萃取剂的基本特性，其反应式为：R 3N 有+H ++A -R 3NH +. A -有R 3NH +.A -是一种极性离子对，在有机相中具有高的离子缔合常数。
第三章萃取分离法-2讲义第三章萃取分离法第⼆节双⽔相萃取⼀、双⽔相萃取简介常⽤的溶液萃取法能⽤来提取⽣物⼤分⼦如蛋⽩质吗？⼤部分萃取采⽤⼀个是⽔相，另⼀个是有机相，蛋⽩质遇到有机溶剂，易变性失活。
有些蛋⽩质有极强地亲⽔性，不能溶于有机溶剂。
通常的溶剂萃取法应⽤于提取⽣物⼤分⼦是有困难的；但双⽔相萃取法含⽔量⾼，接近⽣理的环境中进⾏萃取，不会引起⽣物活性物质失活或变性。
双⽔相系统：因两种⽔溶性聚合物的⽔溶液，或⼀种⽔溶性聚合物⽔溶液与盐溶液混合时的不相容性⽽形成有明显界⾯的两相系统。
双⽔相萃取(Aqueous two-phase extraction)是利⽤物质在互不相溶的两个⽔相之间分配系数的差异实现分离的⽅法。
葡聚糖（Dextran）与聚⼄⼆醇（PEG）按⼀定⽐例与⽔混合，溶液混浊，静置平衡后，分成互不相溶的两相，上相富含PEG，下相富含葡聚糖，见下图：⼆、双⽔相萃取的发展历史1. 1896年荷兰微⽣物学家Berjerinck发现琼脂⽔溶液与可溶性淀粉或明胶⽔溶液混合时形成双⽔相现象。
2. 1956年瑞典Lund⼤学的Albertsson教授及其同事开始对双⽔相系统进⾏⽐较系统研究。
测定了许多双⽔相系统的相图，考察了蛋⽩质、核酸、病毒、细胞及细胞颗粒在双⽔相中的分配⾏为，为双⽔相萃取系统的发展奠定了基础。
只局限于实验室内的测定和理论研究。
3. Kula教授研究⼩组对双⽔相的应⽤、⼯艺流程、操作参数、⼯程设备、成本分析等进⾏了⼤量研究，在应⽤上获得成功。
1978年⾸先将双⽔相萃取技术⽤于酶的⼤规模分离纯化，建成了⼀套⼯业装置，达到20kg/h的处理能⼒，分离纯化了⼏⼗种酶，也应⽤于基因⼯程产品的分离。
双⽔相萃取可分离多肽、蛋⽩质、酶、核酸、病毒、细胞、细胞器、细胞组织，以及重⾦属离⼦等，近年来，还应⽤于⼀些⼩分⼦，如抗⽣素、氨基酸和植物的有效成分等的分离纯化。
作为反应系统⽤于酶反应，⽣物转化，发酵的产物⽣产与分离的集成三、双⽔相系统及成相机理1. 双聚合物双⽔相体系两种⽔溶性聚合物溶液混合，形成单⼀相还是两相，主要取决于两种因素：系统熵的增加，熵的增加与分⼦数⽬有关，⽽与分⼦⼤⼩⽆关；分⼦间的作⽤⼒，分⼦之间的相互作⽤⼒可看作分⼦中各基团相互作⽤⼒之和，随分⼦量的增加⽽增加。
