萃取水溶液常用溶劑

B.P.(°C)可燃性毒性注析苯80.133易成乳濁液;很適宜從緩沖液中提取生物堿及酚類2—丁醇99.513咼沸點(diǎn);很適宜從緩沖液中提取水溶性物質(zhì)正丁醇118.013水飽和后使用，為常用從水中萃取中等極性物質(zhì)的濃劑.四氯化碳76.504易干燥;很適宜非極性物質(zhì)氯仿61.704能形成乳濁液易干燥二乙醚34.542能吸收大量水；優(yōu)良的通用溶劑二異丙醚6952長(zhǎng)期儲(chǔ)存后能形成爆炸性過(guò)氧化物;很適宜從磷酸鹽緩沖的溶液中提取羧酸乙酸乙酯77.131吸附大量水;很適宜極性物質(zhì)二氯甲烷4001會(huì)形成乳濁液，易干燥正戊烷36.141烴類易于干燥正己烷6941對(duì)于極性物質(zhì)均為不良溶劑正庚烷98.431就是用于萃取的溶劑。兩種液體互不相溶，需要萃取的物質(zhì)在兩液體中溶解度差別很大的時(shí)候可以進(jìn)行萃取。如四氯化碳加入溴水，溴單質(zhì)就會(huì)從水中溶解入四氯化碳。選用的萃取劑的原則：和原溶液中的溶劑互不相溶；對(duì)溶質(zhì)的溶解度要遠(yuǎn)大于原溶劑；易于揮發(fā)；萃取劑不能與原溶液的溶劑反應(yīng)。分液漏斗萃取常見的萃取劑：苯，四氯化碳，酒精，煤油，直餾汽油，己烷，環(huán)己烷??。不要忘記，水是最廉價(jià)、最易得的萃取劑。以上的萃取劑主要為物理萃取劑，在現(xiàn)在工業(yè)中，特別是冶金工業(yè)中，大量使用的是化學(xué)萃取劑，它廣泛應(yīng)用于除雜凈化、分離、產(chǎn)品制備等過(guò)程中。工業(yè)中的萃取劑，大多溶解于有機(jī)溶劑，常見的有機(jī)溶劑是磺化煤油。因?yàn)樗椎昧畠r(jià)，并且對(duì)萃取劑有協(xié)萃作用，因?yàn)槔锩婧猩倭康姆枷銦N。溶于有機(jī)溶劑還能提高萃取劑的萃取能力、增強(qiáng)其金屬萃合物的溶解性、降低粘度，降低其揮發(fā)性能、降低其在水中溶解性。萃取劑主要在有色金屬濕法冶金行業(yè)應(yīng)用廣泛，比如銅、鋅、鉆鎳、鎘、金銀、鉑系金屬、稀土等行業(yè)。萃取又稱溶劑萃取或液液萃?。ㄒ詤^(qū)別于固液萃取，即浸?。?，亦稱抽提（通用于石油煉制工業(yè)）,是一種用液態(tài)的萃取劑處理與之不互溶的雙組分或多組分溶液，實(shí)現(xiàn)組分分離的傳質(zhì)分離過(guò)程，是一種廣泛應(yīng)用的單元操作。利用相似相溶原理，萃取有兩種方式：液-液萃取，用選定的溶劑分離液體混合物中某種組分，溶劑必須與被萃取的混合物液體不相溶,具有選擇性的溶解能力，而且必須有好的熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性，并有小的毒性和腐蝕性。如用苯分離煤焦油中的酚;用有機(jī)溶劑分離石油餾分中的烯烴;用CC14萃取水中的Br2.固-液萃取，也叫浸取，用溶劑分離固體混合物中的組分，如用水浸取甜菜中的糖類；用酒精浸取黃豆中的豆油以提高油產(chǎn)量；用水從中藥中浸取有效成分以制取流浸膏叫“滲瀝”或“浸瀝”。雖然萃取經(jīng)常被用在化學(xué)試驗(yàn)中，但它的操作過(guò)程并不造成被萃取物質(zhì)化學(xué)成分的改變（或說(shuō)化學(xué)反應(yīng)），所以萃取操作是一個(gè)物理過(guò)程。萃取是有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室中用來(lái)提純和純化化合物的手段之一。通過(guò)萃取，能從固體或液體混合物中提取出所需要的化合物。這里介紹常用的液一液萃取。原理原理示意圖利用化合物在兩種互不相溶（或微溶）的溶劑中溶解度或分配系數(shù)的不同，使化合物從一種溶劑內(nèi)轉(zhuǎn)移到另外一種溶劑中。經(jīng)過(guò)反復(fù)多次萃取，將絕大部分的化合物提取出來(lái)。分配定律是萃取方法理論的主要依據(jù)，物質(zhì)對(duì)不同的溶劑有著不同的溶解度。同時(shí)，在兩種互不相溶的溶劑中，加入某種可溶性的物質(zhì)時(shí)，它能分別溶解于兩種溶劑中，實(shí)驗(yàn)證明，在一定溫度下，該化合物與此兩種溶劑不發(fā)生分解、電解、締合和溶劑化等作用時(shí),此化合物在兩液層中之比是一個(gè)定值。不論所加物質(zhì)的量是多少，都是如此。屬于物理變化。用公式表示。CA/CB=KCA.CB分別表示一種化合物在兩種互不相溶地溶劑中的量濃度。K是一個(gè)常數(shù)，稱為“分配系數(shù)”。有機(jī)化合物在有機(jī)溶劑中一般比在水中溶解度大。用有機(jī)溶劑提取溶解于水的化合物是萃取的典型實(shí)例。在萃取時(shí)，若在水溶液中加入一定量的電解質(zhì)(如氯化鈉)，利用“鹽析效應(yīng)”以降低有機(jī)物和萃取溶劑在水溶液中的溶解度，常可提咼萃取效果。要把所需要的化合物從溶液中完全萃取出來(lái)，通常萃取一次是不夠的，必須重復(fù)萃取數(shù)次。利用分配定律的關(guān)系，可以算出經(jīng)過(guò)萃取后化合物的剩余量。設(shè)：V為原溶液的體積w0為萃取前化合物的總量w1為萃取一次后化合物的剩余量w2為萃取二次后化合物的剩余量wn為萃取n次后化合物的剩余量S為萃取溶液的體積經(jīng)一次萃取，原溶液中該化合物的濃度為W1/V；而萃取溶劑中該化合物的濃度為(wO-wl)/S；兩者之比等于K,即：w1/V=Kw1=w0KV(w0-w1)/SKV+S同理，經(jīng)二次萃取后，則有w2/V=K即(w1-w2)/Sw2=w1KV=w0KVKV+SKV+S因此，經(jīng)n次提取后:wn=w0(KV)KV+S當(dāng)用一定量溶劑時(shí)，希望在水中的剩余量越少越好。而上式KV/(KV+S)總是小于1，所以n越大，wn就越小。也就是說(shuō)把溶劑分成數(shù)次作多次萃取比用全部量的溶劑作一次萃取為好。但應(yīng)該注意，上面的公式適用于幾乎和水不相溶地溶劑，例如苯，四氯化碳等。而與水有少量互溶地溶劑乙醚等，上面公式只是近似的。但還是可以定性地指出預(yù)期的結(jié)果。儀器:分液漏斗用四氯化碳萃取碘水中的碘常見萃取劑：水，苯，四氯化碳，汽油，乙醚，直餾汽油。要求：萃取劑和原溶劑互不混溶。萃取劑和溶質(zhì)互不發(fā)生反應(yīng)。溶質(zhì)在萃取劑中的溶解度遠(yuǎn)大于在原溶劑中的溶解度。相關(guān)規(guī)律：有機(jī)溶劑易溶于有機(jī)溶劑，極性溶劑易溶于極性溶劑,反之亦然。沿革1842年E.-M.佩利若研究了用乙醚從硝酸溶液中萃取硝酸鈾酰。1903年L.埃迪蘭努用液態(tài)二氧化硫從煤油中萃取芳烴，這是萃取的第一次工業(yè)應(yīng)用。20世紀(jì)40年代后期，生產(chǎn)核燃料的需要促進(jìn)了萃取的研究開發(fā)?，F(xiàn)今萃取已應(yīng)用于石油餾分的分離和精制，鈾、釷、钚的提取和純化，有色金屬、稀有金屬、貴重金屬的提取和分離，抗菌素、有機(jī)酸、生物堿的提取，以及廢水處理等。方法向待分離溶液（料液）中加入與之不相互溶解（至多是部分互溶）的萃取劑，形成共存的兩個(gè)液相。利用原溶劑與萃取劑對(duì)各組分的溶解度（包括經(jīng)化學(xué)反應(yīng)后的溶解）的差別，使它們不等同地分配在兩液相中，然后通過(guò)兩液相的分離，實(shí)現(xiàn)組分間的分離。如碘的水溶液用四氯化碳萃取，幾乎所有的碘都移到四氯化碳中，碘得以與大量的水分開。最基本的操作是單級(jí)萃取。它是使料液與萃取劑在混合過(guò)程中密切接觸，讓被萃組分通過(guò)相際界面進(jìn)入萃取劑中，直到組分在兩相間的分配基本達(dá)到平衡。然后靜置沉降,分離成為兩層液體，即由萃取劑轉(zhuǎn)變成的萃取液和由料液轉(zhuǎn)變成的萃余液。單級(jí)萃取達(dá)到相平衡時(shí)，被萃組分B的相平衡比，稱為分配系數(shù)K，即：K=yB/xB式中yB和xB分別為B組分在萃取液中和萃余液中的濃度。濃度的表示方法需考慮組分的各種存在形式，按同一化學(xué)式計(jì)算。若料液中另一組分D也被萃取，則組分B的分配系數(shù)對(duì)組分D的分配系數(shù)的比值，即B對(duì)D的分離因子，稱為選擇性系數(shù)a，即：a二KB?KD二yB?xD/（xB?yD）a>1時(shí)，組分B被優(yōu)先萃取;a=1表明兩組分在兩相中的分配相同，不能用此萃取劑實(shí)現(xiàn)此兩組分的分離。單級(jí)萃取對(duì)給定組分所能達(dá)到的萃取率（被萃組分在萃取液中的量與原料液中的初始量的比值）較低，往往不能滿足工藝要求，為了提高萃取率，可以采用多種方法：①多級(jí)錯(cuò)流萃取。料液和各級(jí)萃余液都與新鮮的萃取劑接觸，可達(dá)較高萃取率。但萃取劑用量大，萃取液平均濃度低。②多級(jí)逆流萃取。料液與萃取劑分別從級(jí)聯(lián)（或板式塔）的兩端加入，在級(jí)間作逆向流動(dòng)，最后成為萃余液和萃取液，各自從另一端離去。料液和萃取劑各自經(jīng)過(guò)多次萃取，因而萃取率較高，萃取液中被萃組分的濃度也較高，這是工業(yè)萃取常用的流程。③連續(xù)逆流萃取。在微分接觸式萃取塔（見萃取設(shè)備）中，料液與萃取劑在逆向流動(dòng)的過(guò)程中進(jìn)行接觸傳質(zhì)，也是常用的工業(yè)萃取方法。料液與萃取劑之中，密度大的稱為重相，密度小的稱為輕相。輕相自塔底進(jìn)入，從塔頂溢出；重相自塔頂加入，從塔底導(dǎo)出。萃取塔操作時(shí)，一種充滿全塔的液相，稱連續(xù)相;另一液相通常以液滴形式分散于其中,稱分散相。分散相液體進(jìn)塔時(shí)即行分散，在離塔前凝聚分層后導(dǎo)出。料液和萃取劑兩者之中以何者為分散相，須兼顧塔的操作和工藝要求來(lái)選定。此外，還有能達(dá)到更高分離程度的回流萃取和分部萃取。萃取的操作萃取的操作主要有：一、 調(diào)節(jié)料液pH。比如在鉆鎳冶金中，一般料液調(diào)節(jié)PH3.4-4.0.二、 萃取劑的配置，按萃取劑與有機(jī)溶劑V/V—定比例，來(lái)配置萃取劑。比如P204萃取劑，一般P204萃取劑與磺化煤油有機(jī)溶劑V/V=4：1來(lái)配置萃取劑。三、 萃取金屬離子。工業(yè)一般應(yīng)用逆流萃取工藝。就是有機(jī)與水相按相反的方向流動(dòng)。一般都會(huì)有萃取級(jí)數(shù)。這樣可以保證萃取的收率。四、 洗滌，這主要是從除雜方面考慮，把萃取順序在后的金屬離子洗滌到水相，保證有機(jī)金屬離子的純度。五、 水洗，主要考慮萃取分相夾帶的問(wèn)題。六、 反萃。用一定的酸、堿或鹽溶液把金屬?gòu)挠袡C(jī)中再次轉(zhuǎn)移到水相中。皂化，不能綜合PH值。應(yīng)用多級(jí)液液萃取器萃取與其他分離溶液組分的方法相比，優(yōu)點(diǎn)在于常溫操作，節(jié)省能源，不涉及固體、氣體，操作方便。萃取在如下幾種情況下應(yīng)用，通常是有利的：①料液各組分的沸點(diǎn)相近，甚至形成共沸物，為精餾所不易奏效的場(chǎng)合,如石油餾分中烷烴與芳烴的分離,煤焦油的脫酚；