现代分离技术-4.ppt

（1）分配平衡常数—分配系当相比等1的时候，萃取率与分配比的关系为
（4）分离因子βA，B3.1.3主要萃取体系及其应用加入萃取剂的目的对萃取剂有以下基本要求：大多数的萃取剂为易溶于有机相的液体，但也有少数萃取剂是难溶于普通有机相的固体（8-羟基喹啉），这时，就需要用另一种有机溶剂来溶解萃取剂。

即使萃取剂为液体，有时为了减少萃取剂的用量或为了调节萃取剂的密度和黏度，往往会加入一种惰性溶剂作为稀释剂。

稀释剂的密度与水的密度要有较大差异，以利于分层。但也不能相差太大，否则会造成混合不均匀。稀释剂的密度一般应介于正戊烷（密度为0.63g/cm3）和CCl4（1.59g/cm3）之间。

实验室常用的稀释剂有6~12个碳的正构烷烃、氯仿、四氯化碳、苯、甲苯和二甲苯。溶剂萃取几乎可以用于所有物质的分离。
徐光宪在总结国外分类方法的基础上，根据萃取机理或萃取过程中生成的萃合物的性质，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3.1.3.1中性配合萃取体系金属铀离子虽然以UO22+、UONO3+、UO(NO3)2和UO(NO3)2−等几种形式存在，

但被萃取的只是中性的UO(NO3)2

和萃取剂TBP是中性分子，生成的的萃合物UO(NO3)2·2TBP也是中性分子。
如果用Mn+表示水溶液中的金属阳离子，
用L-表示水溶液中能够与阳离子结合的一价阴离子，
加入的中性萃取剂为R，则中性配合萃取反应可以表示为：中性配合萃取体系的萃取剂3.1.3.2阳离子交换萃取体系阳离子交换萃取：有机酸萃取金属离子的过程可以看成是水相中的阳离子与有机酸HA中的H+的交换反应，所以称作~。

有机酸萃取剂也被称为液体阳离子交换萃取剂。
有机酸萃取剂容易通过分子间氢键在有机相发生二聚反应。阳离子交换萃取体系的萃取剂阳离子交换萃取体系的基本萃取过程是：3.1.3.3离子缔和萃取体系（1）胺类萃取体系
就是以有机胺类作为离子缔合剂的体系。
常用的胺类为脂肪胺。

从结构上来看，胺类是氨分子上的氢被羟基取代后代衍生物，叔胺的氮原子再接上一个羟基，得到是季铵盐。
而且叔胺的油溶性较好，带8个碳原子以上的碳链的叔胺在水中的溶解度小于5μg/g，所以叔胺常用作萃取剂。
如果采用伯胺和仲胺则需要带较大的支链烃基。胺类萃取剂可以用来萃取金属离子和无机酸。
因为胺具有碱性，在萃取物机酸时，胺类与无机酸形成铵盐进入有机相，
如叔胺萃取无机强酸
R3N(org)+H++X−=R3NH+X−(org)
由于有机相中的聚合作用，铵盐萃合物中的胺和无机酸的比例不一定是1：1。
如果在萃取体系中加入碱，则可以破坏有机相中所形成的铵盐，使胺游离出来，无机酸被反萃取到水相中。

R3NHX(org)+OH−=R3N+H2O+X−

由于叔胺对于酸的萃取能力比较强，而且萃取后的酸也容易从有机相中反萃出来，所以叔胺常用来萃取无机酸。
（2）冠醚、穴醚萃取体系金属阳离子与冠醚（穴醚）中的杂原子通过静电相互作用形成配合物后进入有机相。

配合物的稳定性与冠醚（穴醚）环上的杂原子种类、数目和空间排列，环上取代基，金属离子的体积和电荷，溶剂性质等有关。
穴醚因具有两个以上的环，为三维结构，其球形空穴对金属离子的配合能力比单环的冠醚要大的多。

冠状化合物的另一持点是增溶性。
冠醚（穴醚）的亲水杂原子向内侧，外侧是疏水的—CH2—CH2—基，因而萃合物在有机相中的溶解性增加。冠醚络合物的萃取,类似于离子缔合物的萃取。
金属离子先与冠醚形成金属离子冠醚配合物,然后与阴离子形成离子缔合物而被萃取。在通常情况下,碱金属是难于采用萃取分离的。

冠醚主要用于碱金属和碱土金属的萃取,
特别是它们对碱金属离子有较高的萃取选择性。
但要注意冠醚的价格较贵,并且具有一定的毒性。
冠醚萃取金属离子的影响因素
①冠醚孔穴大小
其孔穴大小与萃取选择性有关,应与金属离子的直径相匹配。
如18-C-6的孔穴半径约2.6-3.2A,对K＋(离子半径为2.66A,而Na＋为1.9A)的具有较高的选择性。

②金属离子半径和电荷
主要考虑金属离子的半径和电荷,它们可能影响离子水化作用和对冠醚的静电作用。
例如半径小,电荷多的Li＋、Ca2＋离子比Na＋更难萃取。Pb2＋和Sr2＋的离子半径相近,但Sr2＋具有惰性气体构型,其水合作用较强,因此DB-18-C-6对Pb2＋的萃取能力是Sr2＋的40-50倍。③溶剂化作用
常用极性不大的有机溶剂,如CHCl3、CH2Cl2。

④阴离子性能
阴离子的性质对冠醚配合物在有机相的溶解度有很大的影响。亲脂性、较软的大离子有利于萃取。

应用举例：
DCH-18-C-6（二环己基-)可用于从大量Ca2＋中萃取Sr2＋，Sr2