现代分离技术-5.ppt

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1、加入萃取剂的目的：是使那些不具备疏水性而难以直接进入有机相的萃取溶质，通过与萃取剂反应生成各种类型的疏水性化合物后，而易于进入有机相。惰性溶剂作为稀释剂的作用溶解有机萃取剂减少萃取剂的用量调节萃取剂的密度和黏度将萃取体系分为：简单分子萃取、中性配合萃取体系、螯合萃取体系、离子缔合体系、协同萃取体系高温萃取体系中性配合萃取体系最典型的是磷酸三丁酯（TBP）煤油体系从硝酸水溶液中萃取硝酸铀酰。阳离子交换萃取：二烷基磷酸萃取稀土元素（RE）离子缔和萃取体系（1）如叔胺萃取无机强酸（2）冠醚对碱金属和碱土金属有良好的萃取性能（3）金属以配阴离子被萃取（4）金属以阳离子被萃取（4）金属以阳离子被萃取一部

2、分水合体积较大的阳离子可直接与大的萃取剂阴离子缔合后进入有机相。如：四苯基硼酸根、高氯酸根就可以直接从水相中萃取大体积的金属阳离子3.1.3.4协同萃取体系当使用两种或者两种以上的萃取剂同时萃取某种物质时若其分配比显著大于相同浓度下各单一萃取剂的分配比之和，则称这一萃取体系具有协同萃取效应。假设两种萃取剂单独使用时的萃取分配比为D1和D2，D1+D2=D加加，则有协同效应时的分配比D协同>D加加；无协同效应时，D协同≈D加加；当D协同1时有协同萃取效应，R值越大，协同萃取效应越大。协同萃取的机理比较复杂，通常认为

3、协同萃取反应是由两种或者两种以上的萃取剂与被萃取金属离子生成了一种更为稳定的含有两种以上配位体的萃合物，或所生成的萃合物疏水性更强，更易溶于有机相中，从而提高了萃取分配比。3.1.3.5简单分子萃取体系简单分子萃取体系是指本身为中性分子的被萃取物在水相中和有机相中都不与萃取剂发生化学作用，而是以简单的分子形式存在，仅仅通过物理分配作用从水相转移到有机相。这类体系通常不需要外加萃取剂，溶剂本身就是萃取剂。如：I2在水和四氯化碳之间的分配。3.1.3.6高温液——液萃取体系为了防止水相的凝固或者有机相的挥发，也仅仅在室温附近适当升温或降温。而高温液—液萃取体系是在数百度高温下操作的，这时的两相已经

4、不是通常的水相和有机相了。高温液—液萃取法，主要是核原料工业中研究，操作上存在的困难以及实用面窄等原因，应用很少。3.1.4影响溶剂萃取的因素（1）萃取剂浓度的影响（2）酸度的影响（3）金属离子浓度的影响（4）盐析剂的影响（5）温度（6）萃取剂和稀释剂的影响（7）第三相的影响（1）萃取剂浓度的影响（1）萃取剂浓度的影响从萃取反应平衡常数与分配比的关系，可以看出分配比与萃取剂浓度之间的关系非常密切。以简单的离子缔合萃取体系为例，假设被萃取金属离子为M+，萃取剂为A−，则萃取反应为：有机相中未参与形成萃合物的游离萃取剂浓度[A−]增加，则分配比线性上升。曲线向下弯曲的原因可能有两个：①溶液的非理想

5、性，即由于TBP浓度的上升，TBP的活度系数与1相差较远．因此TBP的活度小于浓度。②HNO3的被萃。如前面所说．由于TBP浓度的升高．使HNO3的被萃量也上升，因而导致NO3−浓度下降，进而使得D值下降。（2）酸度的影响nHAorg+Mn+=MAnorg+nH+若以lgD对pH作图，可得到一条斜率为n的直线。pH每增加1，对于一价金属离子的萃取n=1。则分配系数增加10倍对于二价金属离子的萃取n=2，则分配系数增加100倍。对于三价金属离子的萃取n=3，则分配系数增加1000倍。用双硫腙作螯合剂，用CCl4从不同酸度溶液中萃取Zn2+时萃取Zn2+pH值必须大于6.5，才能完全萃取，但是当p

6、H值大于10以上，萃取效率反而降低，这是因为生成难络合的ZnO22+所致，所以萃取Zn2+最适宜的pH范围为6.5-10之间。（3）金属离子浓度的影响在分配比D和K的关系式中，不包括金属离子的浓度。在金属离子浓度较低的时候，其浓度对萃取几乎没有影响。但是当金属浓度较高时，萃取到有机相的金属离子的量很多，消耗的萃取剂很多，在初始萃取剂浓度不变的情况下，会导致有机相中游离萃取剂浓度明显降低，从而降低分配比（4）盐析剂的影响什么是盐析作用和盐析剂？盐析作用：在萃取过程中，往水相加入另一种无机盐使目标萃取物（通常是指金属离子）的分配系数（或分配比）提高的作用称为盐析作用，所加入的盐称为盐析剂。由左图可

7、看出．向溶液中加入盐析剂可以加大TBP对UO2(NO3)2的萃取，而且盐析能力随盐析剂的种类而异。一般金属离子的盐析效应顺序为：Al3+>Fe3+>Mg2+>Ca2+>Li+>Na+>NH4+>K+盐析作用的机理：1）盐析剂往往含有与被萃取金属离子相同的配对阴离子，加入盐析剂将产生同离子效应，使金属离子更多地形成中性分子而被萃取从而提高分配系数2）加入盐析剂后，因为盐析剂的水合作用，消耗了一部分自