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怎样增进溶剂萃取效率?


实验室k / 2018-07-31

    1.溶剂的选择
    根据上述的基本理论,我们了解到:对于螯合体系来说,我们只是利用一般溶解度规则,并了解它们在某些溶剂中的分配比率就够了,而对于离子缔合体系,尤其是型的,则特别要考虑到溶剂直接参与可萃取络合物的形成情况。
    除考虑分配比率外,还要考虑到溶质的回收,以便进行测定,因此溶剂的沸点应当低,或是很容易用一种试剂使被萃取的溶质进入分析溶液。例如

另外还要考虑比重(比水重的便于在分液漏斗中分离,并重复萃取)、粘度、形成乳浊的倾向以及毒性和易燃性等。
    有时可用混合溶液,例如,萃取金属硫氰酸盐时,可用醇与醚的混合物。另一改变萃取溶剂性质的方法是用有机“稀释剂”。例如煤油或其他烃类可用于稀释磷酸三丁酯。

怎样增进溶剂萃取效率

    2.pH值的调整:
    对于弱酸型螯合剂的螯合体系来说,在一定的条件下,提高水相的pH值,有利于提高萃取比率(要注意金属氢氧化物的形成及萃取选择性)。至于离子缔合体系,pH值对于许多型萃取体系的影响很大,特別是金属被萃取为络合酸时,影响更大。例如,在许多包含金属卤络合物的萃取中,在一定限度内,分配比率随酸度的增高而增大。用乙醚萃取氯化铁,在6MHCl中可得最大萃取比率。乙醚本身在浓盐酸中增大溶解度,可使萃取比率降低,但丙醚及β:β'二氯、乙醚则否。高浓度的酸有时由于阴离子的同离子效应,能够增进金属络合物的萃取。
    3.盐析剂的加入

    加人盐析剂时,特别对于佯型体系[例如:ROH2+、R2OH+、RCOH+等与金属阴离子缔合的体系]显著地增进萃取,这种效应可以部分地用同离子效应和降低水的溶剂效应(降低水的偶极子活度及介电常数)来解释。一般讲,多价的和离子半径小的阳离子是好的盐析剂,但应注意多价离子对分析的干扰。因此,Al3+和Ca2+是强的盐析剂,NH4+盐虽然弱得多,但在分析中更为适用。在金属苯取体系中,适宜于用盐析剂的有硝酸盐、卤化物及硫氰酸盐等体系,由于盐析剂时常用到饱和程度,应特别注意它本身所带来的杂质,以及它増强萃取液中杂质被萃取的程度。
    4.萃取溶剂的体积及萃取次数
    设被苯取物质A在水溶液(Vml)中的原浓度为c0,用V'ml有机溶剂进行萃取,达到平衡后,A在水相和有机相中的浓度分别为c1和c1',则在萃取一次后,水相中A的浓度c1可以计算如下:

c0V=c1V-c1'V'

由式D=[A]'/[A]  得  c1'=c1D
代入上式得          c0V=c1V+c1DV'

c1=c0V/(V+DV')=(c0V/V')/(V/V'+D)

如V'=V,D=10,则上式变为

c1=c0[1/(1+D)]=c0(1/11)

同理,萃取二次、三次以及n次后,水相中的浓度分别为c1、c2、c3和cn

c2=(c1V/V')/(V/V'+D)=c1[1/(1+D)]=c0[1/(1+D)]2=c0(1/121)

c3=c0[1/(1+D)]3=c0(1/1331)

cn=c0[1/(1+D)]n

    可见,当D=10时,毎次用与水等体积的有机溶剂进行苯取,只要三次(共三倍于水溶液的有机溶剂)就可定量地萃取完全。
    如果不用分批重复取法,而是依靠增大有机溶剂的体积来提高萃取效率,结果要差得很多。
    计算证明如下:
设V'=10V

c1=(c0V/V')/(V/V'+D)=(c0×1/10)/(10+1/10)=c0/101

    使用连续萃取法,实际上就是节省有机溶剂的多次萃取。


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