《特殊萃取》課件

6.1基本知識(shí)液液傳質(zhì)分離是利用溶質(zhì)在兩液相中不同的分配特性，通過相間傳質(zhì)達(dá)到分離的目的。第六章特殊萃取1精選PPT6.1基本知識(shí)液液傳質(zhì)分離是利用溶質(zhì)在兩液相6.1.1萃取劑的選擇和萃取體系的分類一、萃取劑的選擇

一個(gè)合用的萃取劑應(yīng)與原溶液形成不互溶的兩液相，萃取劑還應(yīng)具備以下性質(zhì)：①兩液相容易分開，不形成乳化液；②萃取劑與任何進(jìn)料組分之間不形成共沸物；③萃取劑對(duì)關(guān)鍵組分的選擇性盡可能地高；④萃取劑在萃余相中的溶解度應(yīng)盡可能地低。2精選PPT6.1.1萃取劑的選擇和萃取體系的分類一、萃取劑的選擇2精萃取劑的搜尋方法：

(1)搜尋數(shù)據(jù)庫。(2)

主要篩選方法：a)選擇同系物為萃取劑b)羅賓斯表c)氫鍵d)極性作用e)特定萃取劑的認(rèn)定。3精選PPT萃取劑的搜尋方法：(1)簡(jiǎn)單分子萃取體系(2)中性絡(luò)合體系(3)酸性絡(luò)合萃取體系(4)離子締合萃取體系(5)胺類萃取體系

二、萃取體系的分類

4精選PPT(1)簡(jiǎn)單分子萃取體系二、萃取體系的分類4精選PPT案例伯、仲、叔胺分子中的氮原于具有孤對(duì)電子，能和無機(jī)酸的H+離子以穩(wěn)定的配位鍵形成相應(yīng)的銨鹽。這些銨鹽和季銨鹽中的陰離子與水相中的金屬絡(luò)合陰離子發(fā)生交換，使被萃取物進(jìn)入有機(jī)相。因此，這種萃取機(jī)理主要是陰離子交換反應(yīng)。胺類萃取劑一般適用于無機(jī)酸、金屬離子的萃取。另外，胺類萃取劑屬于Lewis堿，利用它的弱堿特性，可實(shí)現(xiàn)對(duì)有機(jī)羧酸、酚類等的萃取分離。

5精選PPT案例伯、仲、叔胺分子中的氮原于具有孤對(duì)電子，能和無機(jī)酸的H+6.2溶劑萃取(Solventextraction)

溶劑萃取是利用液-液界面的平衡分配關(guān)系進(jìn)行的分離操作。液液界面的面積越大，達(dá)到平衡的速度也就越快。因此要求兩相的液滴應(yīng)盡量細(xì)小化。平衡后，各自相的液滴還要集中起來再分成兩相。通常溶劑萃取指物質(zhì)由水相轉(zhuǎn)入另一與水相不互溶的有機(jī)相后實(shí)現(xiàn)分離的方法。

分離特點(diǎn)：簡(jiǎn)便、快速、應(yīng)用廣6精選PPT6.2溶劑萃取(Solventextraction)溶劑萃取的基本原理

1.為什么溶質(zhì)會(huì)轉(zhuǎn)移？2.如何達(dá)到分配平衡？7精選PPT溶劑萃取的基本原理1.為什么溶質(zhì)會(huì)轉(zhuǎn)移？7精選PPT靜置分層振蕩萃取含Ni2+水溶液（水相）氨性緩沖液（pH9）丁二酮肟萃取劑加入CHCl3有機(jī)相

萃取過程

8精選PPT靜置分層振蕩萃取含Ni2+水溶液（水相）氨性緩沖液（無機(jī)鹽類溶于水，發(fā)生離解形成水合離子，它們易溶于水中，難溶于有機(jī)溶劑，物質(zhì)的這種性質(zhì)稱為親水性。離子化合物，極性化合物是親水性物質(zhì)。物質(zhì)的親水性和疏水性

許多非極性有機(jī)化合物，如烷烴、油脂、萘、蒽等難溶于水，而易溶于有機(jī)溶劑，物質(zhì)的這種性質(zhì)稱為疏水性（親油性）。

9精選PPT無機(jī)鹽類溶于水，發(fā)生離解形成水合離子，它們易萃取過程

萃取過程可以看作是被萃物M在水相和有機(jī)相中兩個(gè)溶解過程之間的競(jìng)爭(zhēng)。萃取過程為：

S-S+2(M-Aq)→Aq-Aq+2(M-S)★

有機(jī)物（包括一些在水中不離解的非極性的共價(jià)化合物）的萃取原理適用于“相似相溶原理”?！飶乃芤褐袑⒛承╇x子萃取到有機(jī)相，必須設(shè)法將離子的親水性轉(zhuǎn)化為疏水性。10精選PPT萃取過程萃取過程可以看作是被萃物M在水相和有中和電荷引入疏水基萃取劑----“運(yùn)載工具”丁二酮肟11精選PPT中和電荷引入疏水基萃取劑----“運(yùn)載工具”丁二酮肟11精選

親水性水合陽離子→中性疏水螯合物→萃入有機(jī)相8-羥基喹啉+12精選PPT親水性水合陽離子→中性疏水螯合物→萃入有機(jī)相萃取法基本參數(shù)①

分配定律和分配比②分離系數(shù)③萃取率與萃取次數(shù)13精選PPT萃取法基本參數(shù)①

分配定律和分配比13精選PPT分配系數(shù)和分配比

分配系數(shù)例如，I2稀溶液在H2O//CCl4的分配分配定律：在一定的溫度下，當(dāng)萃取分配過程達(dá)到平衡時(shí)，溶質(zhì)在互不相溶的兩相中的濃度比為一常數(shù)。即14精選PPT分配系數(shù)和分配比分配系數(shù)例如，I2稀溶液在H2O//CCl例含有I-的I2溶液在H2O//CCl4的分配，水溶液不僅有I2，還有I3-，這時(shí)分配系數(shù)并不是一個(gè)常數(shù)。在實(shí)際工作中，人們所關(guān)注的是被萃物分配在兩相中的實(shí)際總濃度各為多少，而不是它們的具體存在的型體。即，在一定條件下，當(dāng)達(dá)到萃取平衡時(shí)，被萃物質(zhì)在有機(jī)相和在水相的總濃度之比。分配比15精選PPT例含有I-的I2溶液在H2O//CCl4的分配，水溶液不僅分配系數(shù)和分配比的比較

分配比隨著萃取條件變化而改變。因而改變萃取條件，可使分配比按照所需的方向改變，從而使萃取分離更加完全。

●概念不同，關(guān)注的對(duì)象有差別●兩者有一定的聯(lián)系16精選PPT分配系數(shù)和分配比的比較分配比隨著萃取條件變化KD表示在特定的平衡條件下，被萃物在兩相中的有效濃度（即分子形式一樣）的比值；而D表示實(shí)際平衡條件下被萃物在兩相中總濃度（即不管分子以什么形式存在）的比值。分配比隨著萃取條件變化而改變。②分離系數(shù)：

A/B=DA/DB“表示兩種分離組分分離的可能性和效果”問題：DA和DB相差不太大，如何處理？17精選PPTKD表示在特定的平衡條件下，被萃物在兩相中的有效濃度（即分子分配比可以衡量被萃物在一定條件下進(jìn)入有機(jī)相的難易程度，但它不能直接表示出被萃物有多少量已被萃取出來。那么，如何表示萃取完全程度呢？萃取率

（Extractability/PercentExtration)）

同除cwVo相比R=Vw/Vo

18精選PPT分配比可以衡量被萃物在一定條件下進(jìn)入有機(jī)相的難易程度，但它不當(dāng)R=1時(shí)，

從萃取率公式可以得出如下幾點(diǎn)結(jié)論：●分配比越大，萃取率越高●有機(jī)相的體積越大，萃取率越大●

萃取率與被萃物的含量大小無關(guān)，這就是所謂的“定量分離”19精選PPT當(dāng)R=1時(shí)，從萃取率公式可以得出如下幾點(diǎn)結(jié)論DE%1001.00.01100500D1999999E%50909999.920精選PPTDE%1001.00.01100500D1999999E萃取率與萃取次數(shù)的關(guān)系─多次萃取

設(shè)水相體積為V水（mL），水中含被萃物W0(g)，用V有(mL)萃取劑萃取一次，水相中剩余W1(g)被萃物，則21精選PPT萃取率與萃取次數(shù)的關(guān)系─多次萃取設(shè)水相體積為V水（mL），每次用V有新鮮溶劑，連續(xù)萃取n次，則水相被萃物的剩余量為：

萃取進(jìn)入有機(jī)相的被萃物總量為：

22精選PPT每次用V有新鮮溶劑，連續(xù)萃取n次，則水相被萃物的剩余量為：在實(shí)際工作中，對(duì)于分配比較小的萃取體系，可采用多次萃取操作技術(shù)提高萃取率，以滿足定量分離的需要。

萃取次數(shù)：

23精選PPT在實(shí)際工作中，對(duì)于分配比較小的萃取體系，可采用多次萃取操作技兩種物質(zhì)的分離在實(shí)際工作中，萃取常用于兩種或兩種以上物質(zhì)間的定量分離。決定兩物質(zhì)萃取分離效果的影響因子被定義為分離因子Kd：A：易萃取組分B：難萃取組分可見，分離因子和物質(zhì)的分配比和濃度有關(guān)。但應(yīng)指出，Kd只是提供A、B兩種物質(zhì)萃取分離難易的相對(duì)量度，而實(shí)際進(jìn)行萃取分離的好壞與分配比的絕對(duì)大小有關(guān)。要實(shí)現(xiàn)A與B的一次萃取完全分離，應(yīng)選擇或控制萃取條件，使得DA≥102，DB≤10-2。24精選PPT兩種物質(zhì)的分離在實(shí)際工作中，萃取常用于兩種或兩種以上逆流型多級(jí)萃取方式在萃取中，當(dāng)lgKd不滿足定量分離要求時(shí)，可采用逆流型多級(jí)萃取方式，經(jīng)過若干級(jí)萃取后也可滿足定量分離的要求。物料（A+B)有機(jī)相水相新鮮有機(jī)相新鮮水相新鮮有機(jī)相新鮮水相AB25精選PPT逆流型多級(jí)萃取方式在萃取中，當(dāng)lgKd不OperationofextractioncontainersofCraigapparatus26精選PPTOperationofextractioncontaiDiagrammaticrepresentationofdistributionofsoluteinCraigextractionprocess27精選PPTDiagrammaticrepresentationofDistributionofsolutesAandBintheCraigapparatus28精選PPTDistributionofsolutesAand例:8-羥基喹啉/氯仿萃取La3+10mL氯仿一次萃取，E=95.6%10mL氯仿分二次萃?。旱谝淮?，E1=91.5%第二次，E2=99.3%可見，連續(xù)兩次萃取提高了萃取率。29精選PPT例:8-羥基喹啉/氯仿萃取La3+10mL氯仿一次萃取，E協(xié)同效應(yīng)與協(xié)同萃取體系

在溶劑萃取過程中，用兩種或兩種以上萃取劑的混合物萃取某些金屬離子時(shí)，其分配比（D協(xié)同）明顯地大于在相同條件下單獨(dú)使用每一種萃取劑時(shí)分配比之和（D1+D2）,即D協(xié)同>>（D1+D2）。這種現(xiàn)象稱為協(xié)同效應(yīng)。具有協(xié)同效應(yīng)的萃取體系稱為協(xié)同萃取體系。

30精選PPT協(xié)同效應(yīng)與協(xié)同萃取體系在溶劑萃取過程中，用兩例如，用HTTA-TBP-C6H6溶液從硝酸介質(zhì)中萃取釔：協(xié)同萃取中的第二萃取劑，通常采用活性溶劑或中性萃取劑。它們應(yīng)具有如下特性：①溶劑能取代已配位的水分子；②溶劑本身具有一定的疏水性，但對(duì)金屬離子的配位能力較有機(jī)螯合物弱；③有利于滿足金屬配位數(shù)和配位體的幾何因數(shù)．D分別1E4和1E631精選PPT例如，用HTTA-TBP-C6H6溶液從硝酸介質(zhì)中萃取釔：32精選PPT32精選PPT協(xié)同萃取的應(yīng)用提高萃取的濃縮倍數(shù)E=D/(D＋Vw/Vorg)×100%對(duì)于一般的萃取，通常Vw：Vorg不超過10，由于D的限制，一般只能濃縮10倍。而對(duì)于協(xié)同效應(yīng)，由于D大大提高，可進(jìn)一步提高相比。例如Cd(Ⅱ)-H2dz-TOPO協(xié)同萃取，相比100：1時(shí)還可定量萃取。若結(jié)合反萃取，濃縮倍數(shù)可達(dá)1000。提高萃取比色的靈敏度萃取劑本身是顯色劑,通過形成三元絡(luò)合物增大

。例如Sn(Ⅳ)與鄰苯二酚紫(PV)形成二元絡(luò)合物呈紅色(555nm，6.5×104)，加入陽離子表面活性劑溴化十六烷基三甲胺(CTMAB)后形成三元絡(luò)合物(662nm，9.56×104)，光譜紅移，靈敏度增大。

33精選PPT協(xié)同萃取的應(yīng)用33精選PPT洗滌、反萃取和解萃洗滌：使雜質(zhì)(含包藏水相)由有機(jī)相反萃到水相,而被萃物仍留在有機(jī)相。所以洗滌水相的條件選擇應(yīng)有利于雜質(zhì)在水中的分配,如常在水中加入少量能與雜質(zhì)元素絡(luò)合的水溶性絡(luò)合劑。反萃?。和ㄟ^加入一種新的不含被萃物的水相,與萃取液接觸,使被萃物返回水相的過程。反萃取技術(shù)通常是調(diào)節(jié)水相的酸度和絡(luò)合劑、還原劑等組成,或者絡(luò)合反萃、還原反萃、分步反萃等方法?？梢?洗滌是一種特殊的反萃取。解萃:指把被萃物從有機(jī)相移出來的過程。除了反萃取外，還可采用蒸發(fā)方式除去有機(jī)溶劑。如醚的除去，可往有機(jī)相加入少量水，然后水浴加熱除去醚。34精選PPT洗滌、反萃取和解萃洗滌：使雜質(zhì)(含包藏水相)由有機(jī)相反萃到水乳濁液的形成及其消除

在萃取過程中，由于劇烈振蕩等原因，可能出現(xiàn)乳濁液現(xiàn)象，造成分層困難影響萃取效果。乳濁液是一種液體分散在另一種液體形成的亞穩(wěn)態(tài)，與溶劑的特性，如表面張力有關(guān)。防止和消除乳濁液現(xiàn)象的主要措施有：避免過于激烈的振蕩

加入中性鹽加入有機(jī)稀釋劑，如少量乙醇或異丙醇讓乳濁液流過多孔物質(zhì)改成連續(xù)萃取35精選PPT乳濁液的形成及其消除35精選PPT例１：有機(jī)化合物的萃取

有機(jī)物的溶解規(guī)律:極性有機(jī)化合物，包括易形成氫鍵的化合物或鹽類，通常溶于水而不溶于非極性或弱極性有機(jī)溶劑；非極性或弱極性有機(jī)化合物則不溶于水，但可溶于非極性和弱極性有機(jī)溶劑。

有機(jī)物萃取的溶劑選擇:

難溶于水的物質(zhì)用石油醚等溶劑；較易溶者，用乙醚或苯萃?。灰兹苡谒奈镔|(zhì)用乙酸乙酯或其它類似溶劑萃取。36精選PPT例１：有機(jī)化合物的萃取有機(jī)物的溶解規(guī)律:極性有機(jī)化合物，●極性和非極性有機(jī)混合物如丙醇和溴丙烷混合物，可加入水萃取丙醇；馬來酸酐和馬來酸混合物，可加入苯萃取馬來酸酐?！駱O性相差不大的混合物

對(duì)于這類混合物，應(yīng)選擇合適的萃取條件，使混合物中某些組分與其它組分性質(zhì)有較大的差別，同時(shí)選擇合適的溶劑進(jìn)行萃取。例如:●羧酸、酚、胺和酮混合物的分離●甲苯、苯胺和苯甲酸的分離

37精選PPT●極性和非極性有機(jī)混合物●極性相差不大的混合物●羧酸、6.3液固萃取----索氏(Soxhlet)萃取

液固萃取，又稱浸取或提取，是一種分離和富集某些天然產(chǎn)物、生化試劑和添加劑的有效手段。由于溶劑滲入固體試樣內(nèi)部是比較緩慢的過程，因此液固萃取需要較長(zhǎng)的時(shí)間，一般需要連續(xù)萃取。38精選PPT6.3液固萃取----索氏(Soxhlet)萃取

索氏(Soxhlet)萃取器固體樣品★萃取劑流向：Gas:C→D→E(g→l)Liq.:A→S(ex.)→B→C★新鮮溶劑循環(huán)萃取★“靜態(tài)”萃取常將試樣置于索氏萃取器中，用溶劑連續(xù)抽提，然后蒸出溶劑，便可達(dá)到含量較原試樣增加上百倍的試液，有利于后續(xù)的測(cè)定。39精選PPT

索氏(Soxhlet)萃取器固體樣品★萃取劑流向：應(yīng)用分析橡膠、塑料中添加劑。另外，一些天然化合物的提取也采用索氏萃取技術(shù)。例如：一種高效天然的甜味劑----甜菊葉中甜菊甙分析，是把甜菊葉粉末放在索氏萃取器內(nèi)，用乙醇回流進(jìn)行樣品提取的。

40精選PPT應(yīng)用40精選PPT6.4微波萃取微波加熱特性：微波輻射能夠穿透一些介質(zhì)，直接把能量作用到反應(yīng)物上使極性分子每秒產(chǎn)生25億次以上的分子旋轉(zhuǎn)和碰撞。能量傳遞方式與傳統(tǒng)的傳導(dǎo)加熱方式不同，不僅加熱速度快，而且可控能力強(qiáng)，從而量化地為反應(yīng)提供精確的能量。41精選PPT6.4微波萃取微波加熱特性：微波輻射能夠穿透一些介質(zhì)，直接微波萃取是利用微波能強(qiáng)化溶劑萃取的效率，使固體或半固體試樣中的某些有機(jī)成分與基體有效地分離，并能保持分析對(duì)象的原本化合物狀態(tài)。特點(diǎn)：快速、節(jié)能、節(jié)省溶劑、污染?。挥欣跓岵环€(wěn)定物質(zhì)，較少受被萃物極性的限制實(shí)驗(yàn)條件：萃取劑及用量，時(shí)間、溫度和壓力應(yīng)用：提取土壤和沉積物中的多環(huán)芳烴等污染物；動(dòng)植物中的天然產(chǎn)物42精選PPT微波萃取是利用微波能強(qiáng)化溶劑萃取的效率，使固6.5金屬螯合物萃取

典型的金屬螯合劑有Ox、H2Dz、DDTC、APDC等。螯合物萃取具有如下特點(diǎn)：金屬螯合物通常具有較大的分配比

金屬螯合物在有機(jī)相的溶解度一般不大?？捎糜谳腿》止夤舛葴y(cè)定43精選PPT6.5金屬螯合物萃取典型的金屬螯合劑有Ox萃取平衡

金屬螯合物萃取體系不單是螯合物在兩相中的分離問題，而是牽涉到許多因素，如金屬離子性質(zhì)、螯合劑性質(zhì)、溶劑性質(zhì)、溶液酸度和其它絡(luò)合劑等?，F(xiàn)分別討論如下：有機(jī)相水相nHRorgnHRMn++nR-

MRnMRn,org1.KD2.Ka4.KP3.Bn

萃取平衡關(guān)系圖44精選PPT萃取平衡有機(jī)相水相nHRorgnHRMn++nR1)萃取劑在兩相中的分配HR水

HR有

2)（弱酸）萃取劑在水相中的電離

3)螯合反應(yīng)

4)螯合物在兩相中的分配45精選PPT1)萃取劑在兩相中的分配45精選PPT

萃取反應(yīng)為：

當(dāng)萃取反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)，金屬離子在兩相中的分配比為：

上式可進(jìn)一步簡(jiǎn)化：46精選PPT萃取反應(yīng)為：46精選PPT47精選PPT47精選PPT從分配比公式可以看出：分配比與被萃物的濃度[Mn+]無關(guān)，即不管其含量多少，萃取率都一樣，符合定量分離的要求；決定螯合物萃取的分配比大小有許多因素，包括萃取劑的Ka,KD及其濃度以及水溶液的pH等；在同一萃取體系中，不同離子的分配比是水溶液pH和萃取劑濃度的函數(shù)。48精選PPT從分配比公式可以看出：48精選PPT影響金屬螯合物萃取的因素

當(dāng)時(shí)，，則有

在溶劑萃取中，pH1/2和萃取曲線是兩個(gè)很重要的數(shù)據(jù)圖表。1）酸度49精選PPT影響金屬螯合物萃取的因素當(dāng)pH1/2Zn范圍Hg完全萃取50精選PPTpH1/2Zn范圍Hg完全萃取50精選PPT萃取曲線的基本特征：沿橫軸的pH值（曲線位置）取決于表觀萃取常數(shù)的大??；

曲線的斜率取決于金屬離子的電荷數(shù)，n越大，曲線越陡，越有利于分離；

可直觀估計(jì)分離的可能性。

51精選PPT萃取曲線的基本特征：51精選PPT在實(shí)際工作中，pH1/2常用來表示某一萃取體系中，不同金屬離子的萃取能力。pH1/2也可代表金屬離子的萃取特性，pH1/2越小，該離子越容易萃取。

2)有機(jī)試劑濃度52精選PPT在實(shí)際工作中，pH1/2常用來表示某一萃取體系中，不3)絡(luò)合劑濃度4)有機(jī)試劑的性質(zhì)

5)溶劑性質(zhì)53精選PPT3)絡(luò)合劑濃度4)有機(jī)試劑的性質(zhì)5)溶劑性質(zhì)53精選6.6締合物萃取

締合物萃取又稱離子對(duì)萃取。如某些金屬以絡(luò)陰離子或絡(luò)陽離子形成離子締合物的形式被萃取。陽離子和陰離子通過靜電引力相結(jié)合而形成的電中性化合物稱為離子締合物。如果該締合物具有較大的疏水性，那么它易溶于有機(jī)溶劑而被萃取。即，54精選PPT6.6締合物萃取締合物萃取又稱離子對(duì)萃取。如某些離子對(duì)的形成符合最小電荷密度原理。（參見胡之德,關(guān)祖京,《分析化學(xué)中的溶劑萃取》P162)r1r2z1+z2-L

通常離子締合物的萃取是選擇或創(chuàng)造條件成為具有單電荷的而且是大的陰陽離子對(duì)。55精選PPT離子對(duì)的形成符合最小電荷密度原理。（參見胡之德,關(guān)締合物萃取類型

★金屬絡(luò)陰離子的萃取○堿性染料類○高分子胺類★溶劑化萃取體系○酸的萃取○用醚類萃取金屬離子○用TBP萃取金屬離子★金屬陽離子的離子締合體系★冠醚對(duì)金屬離子的萃取56精選PPT締合物萃取類型★金屬絡(luò)陰離子的萃取56精選PPT例1：金屬絡(luò)陰離子的萃取萃取原理：金屬離子與溶液中憎水性較大的簡(jiǎn)單配位陰離子形成絡(luò)陰離子萃取劑中具有孤電子對(duì)的原子與溶液中H+的離子形成陽離子陰陽離子靠靜電引力形成具有疏水性的離子對(duì)并萃入有機(jī)相57精選PPT例1：金屬絡(luò)陰離子的萃取萃取原理：57精選P例2：堿性染料離子締合物萃取

堿性染料化合物在酸性條件下形成大陽離子，利用它們與樣品陰離子締合成中性分子進(jìn)行萃取。58精選PPT例2：堿性染料離子締合物萃取堿性染料化合物

堿性染料具有一個(gè)共同的特點(diǎn)，即其分子內(nèi)吸電子基的氮原子上具有自由的未交換的電子對(duì)，可牢固地結(jié)合一個(gè)質(zhì)子而發(fā)生離子化作用，中性染料分子轉(zhuǎn)變成一價(jià)大陽離子。59精選PPT堿性染料具有一個(gè)共同的特點(diǎn)，即其分子內(nèi)吸電子三苯甲烷系堿性染料羅丹明類染料R1=N(CH3)2

N(CH2CH3)260精選PPT三苯甲烷系堿性染料羅丹明類染料堿性染料陽離子可與一些金屬鹵素離子或硫氰酸根形成的絡(luò)陰離子結(jié)合中性疏水締合物而被苯、甲苯等惰性溶劑萃取。堿性染料離子締合物萃取可用于微量金屬元素的比色萃取分析。如次甲基藍(lán)陽離子萃取BF4-：

+[BF4]-主要萃取條件：配位陰離子、酸性溶液和惰性溶劑61精選PPT堿性染料陽離子可與一些金屬鹵素離子或硫氰酸根形成的絡(luò)例3：高分子量胺萃取

質(zhì)子加成反應(yīng)因此，高分子胺可用于水溶液中酸的萃取。高分子量胺（本身是液體，有時(shí)溶在稀釋劑中）與酸反應(yīng)生成的鹽難溶于水，但易溶于有機(jī)溶劑而被萃取。62精選PPT例3：高分子量胺萃取質(zhì)子加成反應(yīng)因此，溶于有機(jī)相中的高分子胺鹽，與水相中的金屬絡(luò)陰離子接觸時(shí)，發(fā)生交換過程，使水相中的金屬絡(luò)陰離子與有機(jī)相中的胺鹽陽離子締合生成三元絡(luò)合物而進(jìn)入有機(jī)相。其萃取過程為：

可見，這類反應(yīng)具有溶劑萃取和離子交換兩種作用，因此，這類胺鹽也稱為液體陰離子交換劑。它們還可以用堿溶液再生。63精選PPT溶于有機(jī)相中的高分子胺鹽，與水相中的金屬絡(luò)陰離子接觸例4：溶劑化萃取體系醇、醚或TBP（X酸三丁酯）類化合物堿性較強(qiáng)，特別適應(yīng)于萃取強(qiáng)酸。如高氯酸、三氯乙酸、硝酸的萃取H(H2O)4++ClO4-+TBP(H2O)←→H(H2O)3TBP

+·ClO4-+H2O○酸的萃取64精選PPT例4：溶劑化萃取體系醇、醚或TBP（X酸三丁酯）類例5：用醚類萃取金屬離子---“羊鹽萃取”Al3+可以采用羊鹽萃取嗎？為什么？羊鹽（類似于“銨鹽”）萃取的特點(diǎn)是分配比不一定大，但萃取容量較大，可用于萃取常量或大量的物質(zhì)。如HCl介質(zhì)中乙醚萃取FeCl4-65精選PPT例5：用醚類萃取金屬離子---“羊鹽萃取”Al3+可以采萃取條件使用含氧溶劑，其形成羊鹽能力為：R2O<ROH<RCOOH<RCOOR<RCOR<RCOH；采用高酸度，一般要求[H+]要達(dá)到（5-15）mol/L；

被萃物酸根陰離子不能有大的親水性；金屬離子能與陰離子形成疏水性的配合陰離子。66精選PPT萃取條件66精選PPT○例6:用TBP萃取金屬離子

使用辛醇、TBP和氧化膦在高氯酸或硝酸溶液萃取金屬離子。如在硝酸溶液中用TBP萃取金屬離子：Mm++mNO3-+pTBP←→M(NO3)mpTBP67精選PPT○例6:用TBP萃取金屬離子67精選PPT例7:冠醚萃取

適用于堿金屬和堿土金屬的萃取

冠醚結(jié)構(gòu)：冠醚是一類大雜環(huán)化合物,雜環(huán)中包含著重復(fù)的-[-Y--CH2--CH2-]-環(huán)節(jié)。結(jié)構(gòu)中----

代表乙撐基--CH2--CH2--,它是冠狀化合物的一個(gè)基本的結(jié)構(gòu)單元,Y代表雜原子,可以是O、S、N、P等,分別稱為氧、硫、氮、磷冠醚。68精選PPT例7:冠醚萃取適用于堿金屬和堿土冠醚萃取原理：冠醚在一定的條件下能與離子形成有一定穩(wěn)定性的主客體配合物。其主要作用力是離子--偶極靜電作用,金屬離子處在冠醚孔穴中間,可用于溶劑萃取、液膜分離和液相色譜等領(lǐng)域。冠醚絡(luò)合物的萃取,類似于離子締合物的萃取。金屬離子先與冠醚形成金屬離子冠醚配合物,然后與陰離子形成離子締合物而被萃取。在通常情況下,堿金屬是難于采用萃取分離的。冠醚主要用于堿金屬和堿土金屬的萃取,特別是它們對(duì)堿金屬離子有較高的萃取選擇性。但要注意冠醚的價(jià)格較貴,并且具有一定的毒性。69精選PPT冠醚萃取原理：冠醚在一定的條件下能與離子形成有一定穩(wěn)定性的主冠醚萃取金屬離子的影響因素①冠醚孔穴大小

冠醚環(huán)具有一定的揉曲性,外圈(乙撐基)疏水,內(nèi)圈(雜原子)親水。其孔穴大小與萃取選擇性有關(guān),應(yīng)與金屬離子的直徑相匹配。如18-C-6的孔穴半徑約2.6~3.2A,對(duì)K＋(離子半徑為2.66A,而Na＋為1.9A)的具有較高的選擇性。②金屬離子半徑和電荷

主要考慮金屬離子的半徑和電荷,它們可能影響離子水化作用和對(duì)冠醚的靜電作用。例如半徑小,電荷多的Li＋、Ca2＋離子比Na＋更難萃取。Pb2＋和Sr2＋的離子半徑相近,但Sr2＋具有惰性氣體構(gòu)型,其水合作用較強(qiáng),因此DB-18-C-6對(duì)Pb2＋的萃取能力是Sr2＋的40-50倍。70精選PPT冠醚萃取金屬離子的影響因素70精選PPT③溶劑化作用常用極性不大的有機(jī)溶劑,如CHCl3、CH2Cl2。④陰離子性能陰離子的性質(zhì)對(duì)冠醚配合物在有機(jī)相的溶解度有很大的影響。親脂性、較軟的大離子有利于萃取。應(yīng)用舉例DCH-18-C-6（二環(huán)己基-)可用于從大量Ca2＋中萃取Sr2＋，Sr2＋的回收率達(dá)97%，而其中的Ca2＋僅存1/(10－4-10－5)。此法已用于牛奶中90Sr和89Sr的分析。71精選PPT③溶劑化作用71精選PPT6.7其它（１）共萃取與抑萃取共萃取是指某一元素(通常指微量元素)單獨(dú)存在時(shí)不被萃取或很少被萃取，但與另一元素(提出是常量元素)存在時(shí)，則被萃取或萃取效率增大這一現(xiàn)象。這時(shí)的常量元素被稱為共萃元素。在萃取分離中進(jìn)行大量元素和痕量元素的分離時(shí)，應(yīng)考慮共萃取現(xiàn)象可能引起痕量元素的損失或引入干擾。與共萃取正好相反，某一元素的存在降低了被萃元素的萃取率，稱為抑萃取。72精選PPT6.7其它（１）共萃取與抑萃取72精選PPT（２）交換萃取

根據(jù)萃取常數(shù)的不同，利用金屬配合物或其鹽作萃取劑，發(fā)生金屬或配體之間的取代反應(yīng)，從而提高反應(yīng)的選擇性。金屬離子間的交換萃?。喝缬勉~鐵試劑萃取金屬離子時(shí)萃取常數(shù)順序：Mo(Ⅵ）、Fe（Ⅲ）、Ga（Ⅲ）、Cu（Ⅱ）、In（Ⅲ）、Al（Ⅲ），如果用銅鐵試劑的銅鹽作萃取劑，則In（Ⅲ）和Al（Ⅲ）不被萃取，而Mo(Ⅵ）、Fe（Ⅲ）、Ga（Ⅲ）可取代Cu（Ⅱ）進(jìn)入有機(jī)相。配體之間的交換萃?。喝鐪y(cè)定痕量銻時(shí)，先用苯萃取結(jié)晶紫和氯銻酸締合物，然后用羅丹明6G交換締合物中的結(jié)晶紫。73精選PPT（２）交換萃取根據(jù)萃取常數(shù)的不同，利用金屬配合物或其鹽（３）萃取色譜

萃取色譜是將溶劑萃取的選擇性和色譜分離的高效能相結(jié)合的一種富集分離技術(shù)。如無機(jī)萃取色譜是將有機(jī)萃取劑或絡(luò)合劑等吸附在惰性載體上，以無機(jī)物質(zhì)如酸、堿、鹽等溶液為流動(dòng)相，用于分離無機(jī)物質(zhì)的一種色譜法。如把TBP涂在硅膠柱上，以HNO3-H2O作流動(dòng)相分離Zr和Nb。萃取色譜有兩種形式：表面涂敷固定相和萃淋樹脂(將萃取劑鍵合到惰性支撐體上)。74精選PPT（３）萃取色譜萃取色譜是將溶劑萃取的選擇性和色譜分離（４）反膠團(tuán)萃取

反膠團(tuán)的特性

反膠團(tuán)是表面活性劑在非極性有機(jī)相中的濃度超過臨界膠團(tuán)濃度時(shí)，它會(huì)形成一種納米尺度的聚集體。75精選PPT（４）反膠團(tuán)萃取反膠團(tuán)的特性75精選PPT反膠團(tuán)萃取機(jī)理

萃取過程中，水相中的溶質(zhì)進(jìn)入反膠團(tuán)相需經(jīng)歷三步傳質(zhì)過程：①通過表面液膜擴(kuò)散，從水相到達(dá)相界面；②在相界面處溶質(zhì)進(jìn)入反膠團(tuán)；③含溶質(zhì)的反膠團(tuán)擴(kuò)散進(jìn)入有機(jī)相。反萃操作中溶質(zhì)亦經(jīng)歷相似的過程，只是方向相反，在界面處溶質(zhì)從反膠團(tuán)釋放出來。

76精選PPT反膠團(tuán)萃取機(jī)理萃取過程中，水相中的溶質(zhì)進(jìn)入反膠團(tuán)相需經(jīng)歷反膠團(tuán)萃取機(jī)理

萃取過程反萃過程

77精選PPT反膠團(tuán)萃取機(jī)理萃取過程77精選PPT反膠團(tuán)萃取蛋白質(zhì)的主要影響因素

78精選PPT反膠團(tuán)萃取蛋白質(zhì)的主要影響因素78精選PPT反膠團(tuán)萃取的應(yīng)用（1）分離蛋白質(zhì)混合物；（2）濃縮α-淀粉酶；（3）從發(fā)酵液中提取胞外酶；（4）直接提取胞內(nèi)酶；（5）用于蛋白質(zhì)復(fù)性。79精選PPT反膠團(tuán)萃取的應(yīng)用（1）分離蛋白質(zhì)混合物；79精選PPT案例

通過調(diào)節(jié)水相pH值和KCl濃度來實(shí)現(xiàn)三種蛋白質(zhì)的分離。在pH=9時(shí)，核糖核酸酶的溶解度很小，保留在水相而與其他兩種蛋白質(zhì)分離；相分離后得到的反膠團(tuán)相（含細(xì)胞色素C和溶菌酶）與0.5mol/dm3的KCl水溶液接觸后，細(xì)胞色素C被反萃取到水相，而溶菌酶留在反膠團(tuán)相；含溶菌酶的反膠團(tuán)與2.0mol/dm3KCl，pH值為11.5的水相接觸后，將溶菌酶反萃至水相中。

80精選PPT案例通過調(diào)節(jié)水相pH值和KCl濃度來實(shí)現(xiàn)三種蛋白質(zhì)的分離

雙水相萃?。╝queoustwo-phaseextraction）是利用物質(zhì)在互不相溶的兩水相間分配系數(shù)的差異來實(shí)現(xiàn)分離的一新型分離技術(shù)。由于它具有收率高、成本低、可連續(xù)化操作等技術(shù)優(yōu)勢(shì)，因而已被廣泛應(yīng)用于生物化學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)和生物化工等領(lǐng)域，進(jìn)行生物轉(zhuǎn)化，蛋白質(zhì)、核酸等產(chǎn)品的分離純化。用此方法提純的酶已達(dá)數(shù)十種，其分離也達(dá)到了相當(dāng)規(guī)模。近年來又進(jìn)行了雙水相萃取氨基酸類和病毒小分子物質(zhì)的研究，大大擴(kuò)展了應(yīng)用范疇并提高了選擇性，使雙水相萃取技術(shù)具有更大的潛力和美好的發(fā)展前景。（５）雙水相萃取

81精選PPT雙水相萃?。╝queoustwo-phaseextr雙水相體系

物質(zhì)類型物質(zhì)