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第三章溶剂萃取法
时间:2023-10-08 14:42 点击次数:199

  • 分配比的含义:将溶质在有机相中的各种存在形式的 总浓度cO和在水相中的各种存在形式的总浓度cW之比,用D 表示:

  [I2]O KD = D = ——— [I2]W 不符合分配定律的体系:KD≠D 分配比除与一些 常数有关以外,还与酸度、溶质的浓度等因素有 关,它并不是一个常数。

  (1)分配系数 (2)分配比 (3)分配系数与分配比 (4)萃取百分率 (5) E和D的关系:

  • 分配定律适用范围:只适用于浓度较低的稀溶液,而且溶 质在两相中以相同的单一形式存在,没有离解和缔合副反应

   溶剂萃取分离法多指液液萃取分离法。利 用溶质在两种互不混溶的溶剂间分配性质 的不同而进行分离的方法  特点 设备简单,分离效果好,应用广泛 费时,有机溶剂沸点低、易燃易挥发、部 分溶剂有一定的毒性污染环境

  螯合物萃取体系广泛应用于金属阳 离子的萃取。所选螯合剂与金属离子形 成中性螯合物,同时因螯合剂分子中含 较多的疏水基团而能溶于有机溶剂,从 而达到萃取金属离子的目的。主要适用 于微量和痕量物质的分离,不适用于常 量物质的分离。

  • 在盐酸介质中用萃取Fe3——佯盐萃取体系 FeCl4-与和H结合的佯盐离子[(C2H5)2OH]缔合为 可以被萃取的盐[(C2H5)2OH] [FeCl4-] • 还可用于Ga(III)、In (III)、 Tl (III)、 Au (III) 等在卤酸介质中可以形成配阴离子的金属阳离子。 • 与金属阳离子形成配阴离子的酸是卤酸 • 萃取剂为含氧的有机溶剂,如醛酮酯醇醚(形成佯盐 的能力顺序)

  • 分配系数与萃取体系和温度有关,而分配比除与萃 取体系和温度有关外,还与酸度、溶质的浓度等因 素有关

  1. 螯合物萃取体系 2. 离子缔合物萃取体系 3. 溶剂化合物萃取体系 4. 简单分子萃取体系和萃取条件的选择

  • 常用的萃取体系 • (1)金属阳离子的离子缔合物 • (2)金属配阴离子或无机酸根的离子 缔合物

  • 水合金属阳离子与适当的配位剂作用,形成没有或 很少配位水分子的配阳离子.然后与阴离子缔合, 形成疏水性的离子缔合物。

  例: Cu2与2,9-二甲基-1,10-邻二氮菲的螯合物 带正电荷,能与氯离子生成可被氯仿萃取的离子 缔合物。

  被萃取物质在有机相中的总量 E = ——————————————— 100% 被萃取物质的总量

  • 在HCl溶液中.Ti(III)与Cl-配合形成TiCl4-,加入以阳离 子形式存在于溶液中的甲基紫(或正辛胺),生成不带电 荷的疏水性离子缔合物,被苯或甲苯等惰性溶剂萃取。 • GaCl4-、InCl4-、SbCl4-、AuCl4-、PtCl62-、PdCl62-、 IrCl62-、UO2(SO4)32-、Re(NO3)4-等可以采用此法萃取 • 阳离子可以是含碳6个以上的伯、仲、叔胺或含 -NH2的碱 性染料 • 有机溶剂:苯、甲苯、一氯乙烷、二氯乙烷等惰性溶剂

  (a)控制酸度: 控制适当的酸度,有时可选择性地萃取一种离子, 或连续萃取几种离子 例:在含Hg 2,Bi2,Pb 2,Cd2溶液中,控制酸 度用二苯硫腙—CCl4萃取不同金属离子 (b)使用掩蔽剂 当控制酸度不能消除干扰时,可采用掩蔽方法。 例:用二苯硫腙—CCl4萃取Ag时,若控制pH为2, 并加入EDTA,则除了Hg 2,Au(III)外,许多金属离子都 不被萃取。

  若D=1,则萃取一次的萃取百分率为50%; 若要求萃取百分率大于90%,则D必须大于9。 当D不高时,一次萃取百分率较低,此时可采用 多次连续萃取的方法来提高萃取率。

  • 许多金属离子能形成配阴离于(如GaCl4-);许多无机 酸在水溶液中以阴离子形式存在(如WO42-),利用大 分子量的有机阳离子形成硫水性的离子缔合物。

  • 螯合剂与金属离子生成的螯合物越稳定, 即Kex越大,萃取效率就越高;

  • 溶液的酸度越低,则 D 值越大,就越有利 于萃取。 • 当溶液的酸度太低时,金属离子可能发生 水解,或引起其他干扰反应,对萃取反而 不利。 • 结论:必须正确控制萃取时溶液的酸度。

  例:用二苯基卡巴硫腙—CCl4萃取金属离子, 要求在一定酸度条件下才能萃取完全。

  萃取Zn2时,适宜pH为6.5一l0, 溶液的pH太低:难于生成螯合物 pH太高:形成Zn022分离与富集方法介绍

  • 原则: ( 1 )金属螯合物在溶剂中应有较大的溶解度。通常根据 螯合物的结构,选择结构相似的溶剂。 (2)萃取溶剂的密度与水溶液的密度差别要大,粘度小 (3)萃取溶剂最好无毒、无特殊气味、挥发性小。 • 例如: 含烷基的螯合物用卤代烷烃(如CCl4,CHCl3)作萃取溶剂 含芳香基的螯合物用芳香烃(如苯、甲苯等)作萃取溶剂

  1.萃取过程的本质 就是将物质由亲水性转化为疏水性的过程。 亲水性物质:离子型化合物,易溶于水而难溶于 有机溶剂的物质。如无机离子,含亲水基团OH,-SO3H,-NH2…的物质, 疏水性或亲油性物质:共价化合物,具有难溶于 水而易溶于有机溶剂的物质。如许多有机化合物, 酚酞,油脂等(含疏水基团-CH3,-C2H5,苯基等)

  • 离子缔合物:阳离子和阴离子(通常为配 离子通过静电吸引力结合形成的电中性化 合物,称为离子缔合物。 • 离子缔合物萃取体系的特点: (1)适用于可以形成疏水性的离子缔合 物的常量或微量金属离子,而离子的体积 越大,电荷越少,越容易形成疏水性的离 子缔合物 (2)萃取容量大,选择性差。

  • (1)萃取过程: Ni2由亲水性转化为疏水性的将 • 开始Ni2在水中以水合离子Ni(H2O)6 2 形式存在,是亲水 的。 • 在pH 8—9的氨性溶液中,加入丁二酮肟,与Ni2形成螯合 物,是疏水性,可被氯仿萃取。 • (2)反萃取过程: Ni2由疏水性的螯合物转化为亲水性 将有机相的物质再转入水相,称为反萃取。 • 向丁二酮肟镍螯合物的氯仿萃取液中加入盐酸,酸的浓度 达到0.5—1mol/L时,螯合物被破坏, Ni2又恢复了亲水性, 重新回到水相。

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