2014-9-7/19:47:01第五章溶剂萃取第一节概述1.1基本概念萃取:使含有萃取剂的有机相与含有欲被提取的金属离子的水溶液在一个接触器中充分混合，此时发生化学反应,被萃取的金属离子与萃取剂生成萃合物而进入有机相,澄清后分离液相。此外被萃取金属离子在互不相溶的两相中分配差异的不同进行萃取，故萃取既可化学过程也可物理过洗涤：也叫萃洗，负载金属离子的有机相因含少量杂质金属离子，需要用水进行洗涤使其进入水相。反萃取：也叫反萃，经洗涤净化后的负载有机相在第三个接触器中与合适的水溶液接触，使被萃金属离子进入水相并送往后续提取单元过程的处理。2014-9-7/19:47:01在欲分离的液体混合物中加入一种与其不溶或部分互溶的液体溶剂，经过充分混合，利用混合液中各组分在溶剂中溶解度的差异而实现分离的一种单元操作。此外还存在组分与溶剂之间的配合反应而分离。溶质A混合液中欲分离的组分稀释剂（原溶剂）B：混合液中的溶剂，作用是使萃合常数发生变化，使分配比发生变化。萃取剂S：所选用的溶剂2014-9-7/19:47:01混合液萃取剂(溶剂S)萃取相搅拌加料混合分相排除纯化和回收2014-9-7/19:47:04萃取相（轻相）2014-9-7/19:47:01操作的一般过程萃取2014-9-7/19:47:011.2溶剂及其互溶规则为研究各溶剂间的互溶规律，可根据溶剂分子之间形成的氢键的能力将溶剂分类。（1）溶剂分类：N型溶剂（惰性溶剂）；A型溶解（受电子溶剂）；B型溶剂（给电子溶剂）；AB型溶剂（给受电子溶剂）（2）溶剂互溶规则相似性原则：结构相似的溶剂容易互相混溶。分子间的相互作用与溶剂的互溶性：两种溶剂混合生成氢键的数目大于混合前氢键的数目和强度则有利于混溶。（3）常用萃取剂及其分类含氧萃取剂；含磷萃取剂；含氮萃取剂；含硫萃2014-9-7/19:47:01第二节萃取过程的化学原理2.1分配平衡（1）分配定律原理：组分在两不互相混溶的液相中进行分配。符合能斯特定律。能斯特分配平衡常数λ，能斯特热力学分配平衡常数λ为能斯特分配平衡常数衡常数为能斯特热力学分配平2014-9-7/19:47:09(2)能斯特分配平衡常数能斯特分配平衡常数大的物质，绝大部分进入有机相，能斯特分配平衡常数小的物质，仍留在水相中，据此可将物质彼此分离。上式称为分配定律，它是溶剂萃取的基本原理。1891年，Nernst发现了分配定律：“在一定温度下，当某一物质在两种互不混溶的溶剂中分配达到平衡时，则该物质在两相中的浓度之比为一常数。”即：前提：A在两相中仅以一种型体存在102014-9-7/19:47:09（2）萃取过程的参数分配比D（分配系数）：被萃取物在有机相与水相总浓度之比。若萃取物A在两相中并不仅以某一型体存在，如发生了解离、缔合等副反应，导致A在两相中以多种型体存在，则用分配比D来表示两相中的分配情况。分配平衡时，A在有机相中的各种型体的总浓度CA(有)与在水相中的各种型体的总浓度CA(水)的比值称为分配比，用D表示。分配比D与能斯特分配平衡常数是有区别的。112014-9-7/19:47:09分配比受能斯特分配平衡常数的支配，能斯特分配平衡常数难以测定，而分配比容易测定。ThThThThTBP能斯特分配平衡常数：分配比（分配系数）：比和能斯特分配平衡常能被萃取。求钍的分配仅中性分子各种形态存在时，而仅能有，因钍在硝酸溶液中可从硝酸溶液中萃取钍时122014-9-7/19:47:09萃取率q：被萃取物进入有机相中的量占萃取前料液中被萃取物总量的百分数。积和水相体积之比。称为相比，即有机相体其中132014-9-7/19:47:09例：在HCl介质中，用萃取Ga时，D1818142014-9-7/19:47:09设体积为V水的水溶液中含有质量为m0的A物质，若用体积为V有的有机溶剂萃取一次，平衡时，水相中剩余A的质量为m1，则萃取到有机相的A质量为m0-m1。则：若再用体积为V有的有机溶剂再萃取一次，水相中剩余的A的质量由m1减少到m2，即水相中剩余的被萃取物质量为m2：V水mLmoV水mLm1152014-9-7/19:47:09162014-9-7/19:47:09有100mL含I210mg的水溶液,用90mLCCl4分别按下列情况萃取(D=85):(1)全量一次萃取;(2)每次用30mL分3次萃取。求萃取率各为多少?全量一次萃取：m0=10mg，V水=100mL，V有=90mL908510010的质量为：水相中剩余的172014-9-7/19:47:09（2）每次用30mL分3次萃取时：m0=10mg，V水=100mL，V有=30mL可见:同量的萃取溶剂,分几次萃取的效率比一次萃取的效率高3085100的质量为：水相中剩余的182014-9-7/19:47:09分离因数：在同一萃取体系内，在同样条件下两组分的分配比的比值。βA/B越大，DA与DB相差越大，A与B分离就越完全，即萃取的选择性越高；若DA与DB很接近，即βA/B接近于1，则两种物质难于分离；若DA=DB，即βA/B=1，则说明A与B根本不能分离。192014-9-7/19:47:08一般来说，要使共存于同一体系的A和B分离，A的萃取率q应在99%以上，而B的萃取率q应小于1%，此时：1001104，可使A和B彼此分离。故常将βA/B104作为两元素相互分离的判202014-9-7/19:47:01（3）萃取等温线，饱和容量与饱和度水相中被萃取物浓度改变时，D值也随之发生变化，则被萃取物在有机相的浓度也要发生变化。可计算分配比。在一定温度下，被萃取物质在两相的分配达到平衡时，以该物质在有机相的浓度和它在水相的浓度关系作图，可得曲线，称为萃取等温线，也叫萃取平衡线。萃取饱和容量单位：被萃取物质量g/L有机相体积（萃取剂摩尔数）。饱和度：有机相中的实际容量与饱和容量之比，一般

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