液液萃(cui)取的(de)原(yuan)理

萃(cui)取指(zhi)利(li)用化(hua)合(he)物(wu)在(zai)兩種(zhong)互(hu)不相(xiang)溶（或微溶）的溶劑中(zhong)溶解度(du)或(huo)分配系數的不同(tong)，使(shi)化(hua)合(he)物(wu)從(cong)壹種溶劑內(nei)轉(zhuan)移(yi)到另(ling)外壹(yi)種溶劑中(zhong)。經過(guo)反復多次萃(cui)取，將(jiang)絕(jue)大(da)部分的化(hua)合(he)物(wu)提取(qu)出來(lai)的方(fang)法(fa)。

基(ji)本簡介(jie)

萃(cui)取（Extraction）指(zhi)利(li)用化(hua)合(he)物(wu)在(zai)兩種(zhong)互(hu)不相(xiang)溶（或微溶）的溶劑中(zhong)溶解度(du)或(huo)分配系數的不同(tong)，使(shi)化(hua)合(he)物(wu)從(cong)壹種溶劑內(nei)轉(zhuan)移(yi)到另(ling)外壹(yi)種溶劑中(zhong)。經過(guo)反復多次萃(cui)取，將(jiang)絕(jue)大(da)部分的化(hua)合(he)物(wu)提取(qu)出來(lai)的方(fang)法(fa)。萃(cui)取又(you)稱溶劑萃(cui)取或(huo)液液萃(cui)取（以(yi)區別(bie)於固(gu)液萃(cui)取，即浸(jin)取(qu)），亦稱抽(chou)提（通(tong)用於石(shi)油煉制工業），是(shi)壹(yi)種(zhong)用液態的(de)萃(cui)取劑處理與(yu)之不(bu)互(hu)溶的雙(shuang)組分(fen)或(huo)多(duo)組分(fen)溶液，實現(xian)組分(fen)分(fen)離(li)的(de)傳質分離(li)過(guo)程(cheng)，是(shi)壹(yi)種(zhong)廣泛(fan)應用的單元操作。

基(ji)本原理

利(li)用化(hua)合(he)物(wu)在(zai)兩種(zhong)互(hu)不相(xiang)溶（或微溶）的溶劑中(zhong)溶解度(du)或(huo)分配系數的不同(tong)，使(shi)化(hua)合(he)物(wu)從(cong)壹種溶劑內(nei)轉(zhuan)移(yi)到另(ling)外壹(yi)種溶劑中(zhong)。經過(guo)反復多次萃(cui)取，將(jiang)絕(jue)大(da)部分的化(hua)合(he)物(wu)提取(qu)出來(lai)。

分配(pei)定(ding)律是(shi)萃(cui)取方(fang)法(fa)理論(lun)的主(zhu)要(yao)依(yi)據，物質(zhi)對不(bu)同(tong)的溶劑有著不(bu)同(tong)的溶解度(du)。同(tong)時，在(zai)兩種(zhong)互(hu)不相(xiang)溶的溶劑中(zhong)，加(jia)入(ru)某(mou)種可(ke)溶性(xing)的物(wu)質時，它(ta)能(neng)分別(bie)溶解於兩種(zhong)溶劑中(zhong)，實驗證明(ming)，在(zai)壹定(ding)溫度(du)下(xia)，該化(hua)合(he)物(wu)與(yu)此兩種(zhong)溶劑不(bu)發生分解(jie)、電(dian)解、締(di)合(he)和(he)溶劑化(hua)等(deng)作用時，此化(hua)合(he)物(wu)在(zai)兩液層中之比(bi)是(shi)壹(yi)個(ge)定(ding)值(zhi)。不(bu)論(lun)所加(jia)物(wu)質的量(liang)是(shi)多(duo)少(shao)，都是(shi)如(ru)此。屬於物理變化(hua)。用公(gong)式表(biao)示(shi)。

CA/CB=K

CA.CB分別(bie)表示(shi)壹種化(hua)合(he)物(wu)在(zai)兩種(zhong)互(hu)不相(xiang)溶地溶劑中(zhong)的量(liang)濃度(du)。K是(shi)壹(yi)個(ge)常(chang)數，稱為“分(fen)配系數"。

有機化(hua)合(he)物(wu)在(zai)有機溶劑中(zhong)壹般比(bi)在(zai)水(shui)中溶解度(du)大(da)。用有機溶劑提取(qu)溶解於水的化(hua)合(he)物(wu)是(shi)萃(cui)取的(de)典(dian)型(xing)實例。在萃(cui)取時，若在(zai)水(shui)溶液中加(jia)入(ru)壹定(ding)量(liang)的電(dian)解(jie)質(zhi)（如(ru)氯(lv)化(hua)鈉(na)），利(li)用“鹽析(xi)效應"以(yi)降(jiang)低(di)有機物(wu)和萃(cui)取溶劑在(zai)水溶液中的(de)溶解度(du)，常(chang)可提高(gao)萃(cui)取效(xiao)果。

要把所需要(yao)的(de)化(hua)合(he)物(wu)從(cong)溶液中*萃(cui)取出(chu)來(lai)，通常(chang)萃(cui)取壹(yi)次(ci)是(shi)不(bu)夠(gou)的，必(bi)須重復萃(cui)取數次。利(li)用分配(pei)定(ding)律的關(guan)系，可以(yi)算(suan)出(chu)經過(guo)萃(cui)取後(hou)化(hua)合(he)物(wu)的(de)剩余(yu)量(liang)。

設：V為(wei)原(yuan)溶液的體(ti)積

w0為萃(cui)取前化(hua)合(he)物(wu)的(de)總(zong)量(liang)

w1為萃(cui)取壹(yi)次(ci)後(hou)化(hua)合(he)物(wu)的(de)剩余(yu)量(liang)

w2為萃(cui)取二(er)次(ci)後(hou)化(hua)合(he)物(wu)的(de)剩余(yu)量(liang)

wn為萃(cui)取n次(ci)後(hou)化(hua)合(he)物(wu)的(de)剩余(yu)量(liang)

S為萃(cui)取溶液的體(ti)積

經壹次(ci)萃(cui)取，原(yuan)溶液中該(gai)化(hua)合(he)物(wu)的(de)濃度(du)為(wei)w1/V；而萃(cui)取溶劑中(zhong)該化(hua)合(he)物(wu)的(de)濃度(du)為(wei)(w0-w1)/S；兩者(zhe)之比(bi)等(deng)於(yu)K，即：

w1/V =K w1=w0 KV

(w0-w1)/S KV+S

同(tong)理，經二次(ci)萃(cui)取後(hou)，則有

w2/V =K 即

(w1-w2)/S

w2=w1 KV =w0 KV

KV+S KV+S

因(yin)此，經n次提取(qu)後:

wn=w0 ( KV )

KV+S

當用壹定(ding)量(liang)溶劑時，希(xi)望在(zai)水中的剩余(yu)量(liang)越少(shao)越(yue)好。而(er)上(shang)式KV/(KV+S)總(zong)是(shi)小(xiao)於(yu)1，所以(yi)n越(yue)大(da)，wn就越小。也就(jiu)是(shi)說(shuo)把溶劑分(fen)成(cheng)數次作多次(ci)萃(cui)取比(bi)用全部量(liang)的溶劑作壹次(ci)萃(cui)取為(wei)好。但應該註(zhu)意，上面(mian)的公(gong)式適(shi)用於幾乎(hu)和水(shui)不相(xiang)溶的溶劑，例如(ru)苯(ben)，四(si)氯(lv)化(hua)碳等(deng)。而(er)與(yu)水(shui)有少量(liang)互溶地溶劑等(deng)，上(shang)面(mian)公(gong)式只(zhi)是(shi)近(jin)似的。但還是(shi)可(ke)以(yi)定(ding)性(xing)地指(zhi)出(chu)預期(qi)的結(jie)果。

儀(yi)器(qi):分(fen)液漏鬥

常(chang)見萃(cui)取劑：水(shui)， 苯 ，四(si)氯(lv)化(hua)碳，汽(qi)油，直(zhi)餾(liu)汽(qi)油。

要求： 萃(cui)取劑和(he)原溶劑互(hu)不混(hun)溶 。

萃(cui)取劑和(he)溶質互不發生反應 。

溶質在萃(cui)取劑中(zhong)的溶解度(du)遠大(da)於在原溶劑中(zhong)的溶解度(du) 。

相(xiang)關規(gui)律：有機溶劑易(yi)溶於有機溶劑，極(ji)性(xing)溶劑易(yi)溶於極性(xing)溶劑，反(fan)之亦然(ran)。

方法(fa)介(jie)紹(shao)

向(xiang)待(dai)分(fen)離溶液（料液）中加(jia)入(ru)與(yu)之不(bu)相(xiang)互溶解（至多是(shi)部(bu)分(fen)互溶）的萃(cui)取劑，形成(cheng)共(gong)存(cun)的兩個(ge)液相(xiang)。利(li)用原溶劑與(yu)萃(cui)取劑對各組分(fen)的(de)溶解度(du)（包(bao)括經化(hua)學(xue)反應後的(de)溶解）的差別(bie)，使(shi)它(ta)們不等(deng)同(tong)地分(fen)配在(zai)兩液相(xiang)中，然(ran)後(hou)通(tong)過(guo)兩液相(xiang)的分(fen)離(li)，實(shi)現組分(fen)間的(de)分離(li)。如(ru)碘(dian)的(de)水溶液用四(si)氯(lv)化(hua)碳萃(cui)取，幾乎(hu)所有的碘(dian)都(dou)移(yi)到四(si)氯(lv)化(hua)碳中(zhong)，碘(dian)得以(yi)與(yu)大(da)量(liang)的水(shui)分(fen)開(kai)。

基(ji)本的操作是(shi)單級萃(cui)取。它(ta)是(shi)使(shi)料液與(yu)萃(cui)取劑在(zai)混(hun)合(he)過(guo)程(cheng)中(zhong)密切接(jie)觸，讓(rang)被(bei)萃(cui)組分(fen)通(tong)過(guo)相(xiang)際界面(mian)進入(ru)萃(cui)取劑中(zhong)，直(zhi)到組分(fen)在(zai)兩相(xiang)間的(de)分配(pei)基(ji)本達到平(ping)衡(heng)。然(ran)後(hou)靜(jing)置(zhi)沈降(jiang)，分(fen)離(li)成(cheng)為(wei)兩層液體，即由萃(cui)取劑轉(zhuan)變成(cheng)的(de)萃(cui)取液和由料(liao)液轉變(bian)成(cheng)的(de)萃(cui)余(yu)液。單級萃(cui)取達到相(xiang)平衡(heng)時，被(bei)萃(cui)組分(fen)B的(de)相(xiang)平衡(heng)比(bi)

單級萃(cui)取對給(gei)定(ding)組分(fen)所(suo)能(neng)達到的(de)萃(cui)取率(lv)（被(bei)萃(cui)組分(fen)在(zai)萃(cui)取液中的(de)量(liang)與(yu)原(yuan)料(liao)液中的(de)初(chu)始(shi)量(liang)的比(bi)值(zhi)）較(jiao)低(di)，往往不能(neng)滿足(zu)工藝(yi)要(yao)求，為了(le)提高(gao)萃(cui)取率(lv)，可(ke)以(yi)采(cai)用多種(zhong)方法(fa)：①多(duo)級錯(cuo)流萃(cui)取。料(liao)液和各級萃(cui)余(yu)液都與(yu)新(xin)鮮的(de)萃(cui)取劑接(jie)觸，可達較(jiao)高(gao)萃(cui)取率(lv)。但萃(cui)取劑用量(liang)大(da)，萃(cui)取液平均(jun)濃度(du)低(di)。②多(duo)級逆流(liu)萃(cui)取。料(liao)液與(yu)萃(cui)取劑分(fen)別(bie)從(cong)級聯（或(huo)板式(shi)塔）的(de)兩端(duan)加(jia)入(ru)，在級間作逆向(xiang)流(liu)動(dong)，後成(cheng)為(wei)萃(cui)余(yu)液和萃(cui)取液，各自(zi)從(cong)另(ling)壹端(duan)離去(qu)。料(liao)液和萃(cui)取劑各自(zi)經過(guo)多次(ci)萃(cui)取，因(yin)而萃(cui)取率(lv)較(jiao)高，萃(cui)取液中被(bei)萃(cui)組分(fen)的(de)濃度(du)也較(jiao)高，這(zhe)是(shi)工(gong)業萃(cui)取常(chang)用的流(liu)程(cheng)。③連(lian)續逆流(liu)萃(cui)取。在(zai)微分接(jie)觸式萃(cui)取塔（見(jian)萃(cui)取設(she)備(bei)）中，料液與(yu)萃(cui)取劑在(zai)逆向(xiang)流(liu)動(dong)的過(guo)程(cheng)中(zhong)進行接觸傳質(zhi)，也是(shi)常(chang)用的工(gong)業萃(cui)取方(fang)法(fa)。料(liao)液與(yu)萃(cui)取劑之中(zhong)，密(mi)度(du)大(da)的稱為重(zhong)相(xiang)，密度(du)小(xiao)的稱為輕(qing)相(xiang)。輕(qing)相(xiang)自塔底(di)進(jin)入(ru)，從(cong)塔頂溢出；重(zhong)相(xiang)自塔頂加(jia)入(ru)，從(cong)塔底(di)導(dao)出。萃(cui)取塔操作時，壹(yi)種(zhong)充(chong)滿全塔的(de)液相(xiang)，稱連(lian)續相(xiang)；另(ling)壹液相(xiang)通常(chang)以(yi)液滴形式分(fen)散(san)於其(qi)中(zhong)，稱分散(san)相(xiang)。分散(san)相(xiang)液體進(jin)塔時即行分散(san)，在離(li)塔前凝聚(ju)分(fen)層後導(dao)出。料(liao)液和萃(cui)取劑兩者(zhe)之中(zhong)以(yi)何(he)者(zhe)為分(fen)散(san)相(xiang)，須兼顧(gu)塔的(de)操作和工(gong)藝要(yao)求來(lai)選定(ding)。此外，還(hai)有能(neng)達到更(geng)高分離程(cheng)度(du)的(de)回流萃(cui)取和(he)分(fen)部(bu)萃(cui)取反(fan)萃(cui)取

反萃(cui)取(stripping)是(shi)用反萃(cui)取劑使(shi)被萃(cui)取物(wu)從(cong)負載(zai)有機相(xiang)返回(hui)水(shui)相(xiang)的過(guo)程(cheng)。為(wei)萃(cui)取的(de)逆過(guo)程(cheng)。

特點(dian)及(ji)作用

反萃(cui)取是(shi)萃(cui)取的(de)逆過(guo)程(cheng)，工(gong)業上用來(lai)重復使(shi)用萃(cui)取劑可(ke)提取(qu)被萃(cui)取物(wu)質(zhi)，

反萃(cui)取過(guo)程(cheng)具(ju)有簡單、便(bian)於(yu)操作和周期(qi)短(duan)的(de)特點(dian)，是(shi)溶劑萃(cui)取分(fen)離(li)工(gong)藝(yi)流(liu)程(cheng)中(zhong)的壹個(ge)重(zhong)要環節。反萃(cui)取可(ke)將(jiang)有機相(xiang)中各個(ge)被(bei)萃(cui)組分(fen)逐個反(fan)萃(cui)到水(shui)相(xiang)，使(shi)被分離組分(fen)得到分(fen)離(li)；也可(ke)壹次(ci)將(jiang)有機相(xiang)中被(bei)萃(cui)組分(fen)反(fan)萃(cui)到水(shui)相(xiang)。經過(guo)反萃(cui)取及(ji)所得反萃(cui)液經過(guo)進壹(yi)步處理後，便(bian)得到被(bei)分(fen)離(li)物(wu)的(de)成(cheng)品(pin)。反萃(cui)後經洗(xi)滌不含或(huo)少(shao)含萃(cui)合(he)物(wu)的(de)有機相(xiang)稱再生有機相(xiang)，繼續循(xun)環使(shi)用。濕法(fa)冶(ye)金常(chang)用的反(fan)萃(cui)取劑主(zhu)要有無(wu)機酸如(ru)H2S04、HN03、HCl及(ji)無(wu)機堿如(ru)Na0H、NH40H、Na2C03等(deng)。反(fan)萃(cui)取劑主(zhu)要起破(po)壞有機相(xiang)中被(bei)萃(cui)組分(fen)結(jie)構(gou)的(de)作用，使(shi)被萃(cui)組分(fen)生