第三章溶剂萃取分离法xin

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1、第三章第三章 溶剂萃取分离溶剂萃取分离 Solvent extraction第一节第一节 概述概述第二节第二节 溶剂萃取分离法溶剂萃取分离法第三节第三节 溶剂萃取分离法的应用溶剂萃取分离法的应用第四节第四节 萃取色谱萃取色谱第五节第五节 新的萃取技术新的萃取技术3 31 1 概概 述述一、溶剂萃取的发展史一、溶剂萃取的发展史（History of solvent extraction）二、溶剂萃取的发展方向二、溶剂萃取的发展方向 （Trends of solvent extraction）一、溶剂萃取的发展史一、溶剂萃取的发展史1842年，年，Peligot首先用二乙醚萃取硝酸铀酰。首先用二乙

2、醚萃取硝酸铀酰。1863年，年，Brawn将二乙醚用于硫氰酸盐的萃取。将二乙醚用于硫氰酸盐的萃取。1892年，年，Rothe等用乙醚从浓盐酸中萃取等用乙醚从浓盐酸中萃取HFeCl41872年，年，Berthelot提出了萃取平衡的关系式。提出了萃取平衡的关系式。1891年，年，Nernst提出提出Nernst分配定律。分配定律。20世纪世纪40年代，自采用年代，自采用TBP（磷酸三丁酯）作为核燃磷酸三丁酯）作为核燃料的萃取剂以来，萃取技术得到了更广泛的发展。料的萃取剂以来，萃取技术得到了更广泛的发展。 二、溶剂萃取的发展方向二、溶剂萃取的发展方向n合成毒性小而萃取性能优异的萃取剂合成毒性小而萃

3、取性能优异的萃取剂n结合现代化方法进行萃取动力学研究结合现代化方法进行萃取动力学研究n与其他分离和测定方法相结合与其他分离和测定方法相结合n结合红外、核磁共振等研究萃取机理结合红外、核磁共振等研究萃取机理n用于湿法冶金，尤其是铂族元素、稀土元用于湿法冶金，尤其是铂族元素、稀土元素、铀、钍、钪等的湿法冶金素、铀、钍、钪等的湿法冶金n研究固体萃取机理、动力学和应用研究固体萃取机理、动力学和应用3 32 2 溶剂萃取分离法溶剂萃取分离法一、溶剂萃取分离法的原理一、溶剂萃取分离法的原理 （principle of solvent extraction）二、溶剂萃取分离法基本概念二、溶剂萃取分离法基本概

4、念 （basic concepts of solvent extraction）三、溶剂萃取分离法的类型三、溶剂萃取分离法的类型 （types of solvent extraction）四、提高溶剂萃取率的途径四、提高溶剂萃取率的途径 （methods of improving extraction rate）n1. 溶剂萃取的定义和本质溶剂萃取的定义和本质 （definition and essence of solvent extraction)n2. 分配系数分配系数 (distribution coefficient)n3. 分配比分配比 (distribution ratio)n4

5、. 萃取率萃取率 (extraction rate)n5. 分离系数分离系数 (separation coefficient)一、溶剂萃取分离法的原理一、溶剂萃取分离法的原理1. 1. 溶剂萃取的定义和本质溶剂萃取的定义和本质第二节第二节 溶剂萃取分离法溶剂萃取分离法定义定义溶剂萃取是利用物质在互不相溶的两溶剂萃取是利用物质在互不相溶的两相中的不同分配特性进行分离的方法相中的不同分配特性进行分离的方法优点：设备简单、操作快速、优点：设备简单、操作快速、 分离效果好。分离效果好。缺点：劳动强度大、有机溶缺点：劳动强度大、有机溶 剂易挥发、易燃、有毒。剂易挥发、易燃、有毒。 本质本质 将物质由将物

6、质由亲水性亲水性转化为转化为疏水性疏水性的过的过程，即把物质从水相进入有机相的过程。程，即把物质从水相进入有机相的过程。（相反的过程称为反萃取）（相反的过程称为反萃取）亲水性亲水性（hydrophilic） 易溶于水难溶于有机溶剂的性质。易溶于水难溶于有机溶剂的性质。疏水性疏水性（hydrophobic） 易溶于有机溶剂难溶于水的性质易溶于有机溶剂难溶于水的性质. .1. 1. 溶剂萃取的定义和本质溶剂萃取的定义和本质第二节第二节 溶剂萃取分离法溶剂萃取分离法物质对水的亲疏性是有一定规律的：物质对水的亲疏性是有一定规律的： (1) (1) 离子都有亲水性。离子都有亲水性。 (2) (2) 亲水

7、基团越多亲水性越强。亲水基团越多亲水性越强。 (3) (3) 疏水基团越多、分子量越大、疏疏水基团越多、分子量越大、疏水性越强。水性越强。 常见的亲水基团常见的亲水基团: OH、SO3H、COOH、NH2、=NH等。等。常见的疏水基团常见的疏水基团: R、RX、Ar等。等。第二节第二节 溶剂萃取分离法溶剂萃取分离法2. 2. 分配系数（分配系数（K KD D）BoBwAoAw 1891年，年，Nernst发现了分配定律：发现了分配定律：“在一定温在一定温度下度下，当某一物质在两种互不混溶的溶剂中分配，当某一物质在两种互不混溶的溶剂中分配达到平衡时，则该物质达到平衡时，则该物质在两相中的浓度之比

8、为一在两相中的浓度之比为一常数常数。”BwBoAwoAKD=KD=K KD D即为即为分配系数分配系数。第二节第二节 溶剂萃取分离法溶剂萃取分离法2. 2. 分配系数（分配系数（K KD D）讨论：讨论：1. 1. 分配系数仅是一个近似常数，当分配系数仅是一个近似常数，当萃取物浓度萃取物浓度较低（较低（I I0 0）且有机相和水相中萃取物的且有机相和水相中萃取物的型体型体完全相同完全相同时，它才仅是温度的函数。时，它才仅是温度的函数。2. 2. 分配系数是表征萃取体系分离物质特性的重分配系数是表征萃取体系分离物质特性的重要参数。分配系数大的物质较分配系数小的物要参数。分配系数大的物质较分配系数

9、小的物质更大比例的进入有机相。两种物质的分配系质更大比例的进入有机相。两种物质的分配系数相差越大，该萃取体系分离这两种物质的效数相差越大，该萃取体系分离这两种物质的效果越好。果越好。第二节第二节 溶剂萃取分离法溶剂萃取分离法校正一：若浓度较高（校正一：若浓度较高（I 0），），则应校正则应校正 I 的影的影 响，即用活度比响，即用活度比PD代替浓度比代替浓度比KD。DwowwoowoDKAAaaP校正二：若萃取物在两相的存在形式不同，如发校正二：若萃取物在两相的存在形式不同，如发生了离解、缔合等副反应，则应校正存在形式的生了离解、缔合等副反应，则应校正存在形式的影响，即用分配比影响，即用分配比

10、D。第二节第二节 溶剂萃取分离法溶剂萃取分离法3. 3. 分配比（分配比（D D）WOWnW2W1OiO2O1CCAAAAAAD若两相体积相等, D 1,则A进入有机相的多;若两相体积相等, D 10D10，萃取已很完全，萃取已很完全。2. 2. 分配比不是一个常数，它与被萃取物的起始分配比不是一个常数，它与被萃取物的起始浓度、水相的酸度、萃取剂浓度、掩蔽剂、温浓度、水相的酸度、萃取剂浓度、掩蔽剂、温度等因素都有关。度等因素都有关。第二节第二节 溶剂萃取分离法溶剂萃取分离法1. 在萃取分离达到平衡时溶质在两相中的浓度比称为在萃取分离达到平衡时溶质在两相中的浓度比称为A.浓度比浓度比 B.萃取率

11、萃取率 C.分配系数分配系数 D.萃取回收率萃取回收率C2.2.液液- -液萃取分离的基本原理是利用物质在两相中的液萃取分离的基本原理是利用物质在两相中的 A.Ksp A.Ksp不同不同 B.B.溶解度不同溶解度不同 C. C.分配系数不同分配系数不同 D.D.存在形式不同存在形式不同CExercise 1 第二节第二节 溶剂萃取分离法溶剂萃取分离法萃取分离中萃取分离中, 在什么情况下在什么情况下, 分配系数分配系数K与分配与分配比比D相等相等? A.溶质在两相中的溶解度相同溶质在两相中的溶解度相同B.溶质在两相中的存在形式相同溶质在两相中的存在形式相同C.溶质在两相中的溶质在两相中的Ksp相