分步萃取 百科内容来自于: 百度百科

简介

分步萃取是利用系统中组分在溶剂中有不同的溶解度来分离混合物的单元操作,利用相似相溶原理。

基本原理

利用化合物在溶解度或分配系数不同的两种互不相溶(或微溶)的溶剂中,使化合物从一种溶剂内转移到另外一种溶剂中。经过反复多次分步萃取,将绝大部分的化合物提取出来。

分类

液-液分步萃取,用选定的溶剂分离液体混合物中某种组分,溶剂必须与被分步萃取的混合物液体不相溶,具有选择性的溶解能力,而且必须有好的热稳定性化学稳定性,并有小的毒性腐蚀性。如用分离煤焦油中的;用有机溶剂分离石油馏分中的烯烃;用CCl4分步萃取水中的Br2。
固-液分步萃取,也叫浸取,用溶剂分离固体混合物中的组分,如用水浸取甜菜中的糖类;用酒精浸取黄豆中的豆油以提高油产量;用水从中药中浸取有效成分以制取流浸膏叫“渗沥”或“浸沥”。
虽然分步萃取经常被用在化学试验中,但它的操作过程并不造成被分步萃取物质化学成分的改变(或说化学反应),所以分步萃取操作是一个物理过程。

作用

分步萃取是有机化学实验室中用来提纯和纯化化合物的手段之一。通过分步萃取,能从固体或液体混合物中提取出所需要的化合物。这里介绍常用的液-液分步萃取。

方法理论依据

物质对不同的溶剂有着不同的溶解度。同时,在两种互不相溶的溶剂中,加入某种可溶性的物质时,它能分别溶解于两种溶剂中,实验证明,在一定温度下,该化合物与此两种溶剂不发生分解电解缔合溶剂化等作用时,此化合物在两液层中之比是一个定值。不论所加物质的量是多少,都是如此。用公式表示。
CA/CB=K
CA.CB分别表示一种化合物在两种互不相溶地溶剂中的量浓度。K是一个常数,称为“分配系数”。
有机化合物在有机溶剂中一般比在水中溶解度大。用有机溶剂提取溶解于水的化合物是分步萃取的典型实例。在分步萃取时,若在水溶液中加入一定量的电解质(如氯化钠),利用“盐析效应”以降低有机物和分步萃取溶剂在水溶液中的溶解度,常可提高分步萃取效果。
要把所需要的化合物从溶液中完全分步萃取出来,通常分步萃取一次是不够的,必须重复分步萃取数次。利用分配定律的关系,可以算出经过分步萃取后化合物的剩余量。
设:V为原溶液的体积
w0为分步萃取前化合物的总量
w1为分步萃取一次后化合物的剩余量
w2为分步萃取二次后化合物的剩余量
w3为分步萃取n次后化合物的剩余量
S为分步萃取溶液的体积
经一次分步萃取,原溶液中该化合物浓度为w1/V;而分步萃取溶剂中该化合物浓度为(w0-w1)/S;两者之比等于K,即:
w1/V=Kw1=w0KV
(w0-w1)/SKV+S
同理,经二次分步萃取后,则有
w2/V=K即
(w1-w2)/S
w2=w1KV=w0KV
KV+SKV+S
因此,经n次提取后:
wn=w0(KV)
KV+S
当用一定量溶剂时,希望在水中的剩余量越少越好。而上式KV/(KV+S)总是小于1,所以n越大,wn就越小。也就是说把溶剂分成数次作多次分步萃取比用全部量的溶剂作一次分步萃取为好。但应该注意,上面的公式适用于几乎和水不相溶地溶剂,例如四氯化碳等。而与水有少量互溶地溶剂乙醚等,上面公式只是近似的。但还是可以定性地指出预期的结果。
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- 来自原声例句
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