第三章溶劑萃取分離法-文庫(kù)吧
2025-07-17 12:51 本頁(yè)面
【正文】 [22?wwwf IIIK][][][23???例 2：某有機(jī)酸 HA在水相和有機(jī)相中進(jìn)行分配 兩相中的平衡關(guān)系如下： ????DoAHHAKHA?Ka woD HAHAK][][?wwwa HAAHK][][][ ???wwoAHAHAD][][][???waDwwwoHKKHAAHAHAD]/[1]/[][1]/[][?? ????結(jié)論：分配比受水溶液 pH的變化而變化 設(shè)某脂肪酸 HA，在乙醚與水中的 KD=103 Ka=105 (1) [H+]?Ka時(shí)，即 pH?5 lgD = lgKD= 3 (2) [H+] ? Ka時(shí)，即 pH ? 5 lgD = 8 pH 以 lgD —— pH作圖，可知： （ 1） pH5，可得最大分配比， D=KD=103 （ 2） pH5，得一直線。 綜上所述： 分配比不是常數(shù)，它隨萃取條件的變化而變化。因而改變萃取條件，可使分配比按照所需的方向改變，從而使萃取分離進(jìn)行完全。 萃取百分率（萃取率） 萃取百分率： 表示被萃取的組分已萃入有機(jī)相的總量與原始溶液中被萃取組分總量比值的百分?jǐn)?shù)。用 E表示。 某一物質(zhì) A的水溶液，體積為 V水 ，用有機(jī)溶劑萃取時(shí)，有機(jī)溶劑的體積為 V有 %100/%100???????有水水水有有有有在兩相中的總含量在有機(jī)溶劑中的總含量VVDDVCVCVCAAE分子分母同 除以 C水 V有 討論 （ 1）在分析工作中，一般常用等體積的溶 劑來(lái)萃取。 V有 =V水 %1 0 01 ??? D DE(2) 分配比 D大，萃取率 E大，萃取就進(jìn)行完全。 若 V有 =V水 D=1000時(shí)， E=% 萃取完全 D=100時(shí)， E=% 當(dāng)組分含量較少可認(rèn)為 萃取完全 D=10時(shí)， E=90% 一次萃取不完全 %100/ ???有水 VVDDE例 3 用 100mL乙醚從 100mL102mol/L的某藥物水溶液中萃取該藥物后，計(jì)算在每一相中的物質(zhì)量和濃度及萃取效率。（假設(shè)該藥物在乙醚和水中的分配比為 ）。如果用 1000mL乙醚萃取，萃取效率又怎樣？ 解 （ 1） V有 = 100mL V水 = 100mL C0=102mol/L 設(shè)萃取后乙醚相中藥物的濃度 Cˊ 水相中藥物的濃度 C D=Cˊ/C C0 V水 = CV水 + Cˊ V有 = CV水 + CD V有 C = C0 V水 / (V水 + D V有 ) = C0/(1+D) =102/4= 103mol/L C’=DC=3 103mol/L= 103mol/L n= CV水 = 103 100 103 = 104 mol n’=C’ V有 = 103 100 103 = 104 mol E= D/(D+V水 /V有 )=D/(D+1)=3/(3 + 1)=75% (2) V有 = 1000mL V水 = 100mL C0=102mol/L C = C0 V水 / (V水 + D V有 ) = 102/(1+3 10)= 104mol/L E= D/(D+V水 /V有 ) =3/(3 + 100/1000)=% （ 3） E由 D、 V水 /V有 決定， D? 、 V水 /V有 ?， E? （ 4 ）連續(xù)萃取 連續(xù)萃?。?溶質(zhì)經(jīng)一次萃取后，分離兩相，再用新鮮的有機(jī)溶劑萃取剩余在水相中的溶質(zhì)，再分離，如此反復(fù)。 問(wèn)題：為什么用連續(xù)萃取數(shù)次的方法，要達(dá)到單次萃取同樣的萃取率，只需用較少量的有機(jī)溶劑？ 設(shè) D =10，原水溶液中溶質(zhì) A的總濃度 C0 體積 V水 ；有機(jī)溶劑體積 V有 。 萃取一次，平衡時(shí)：水溶液中 A總濃度 C1，有機(jī) 相中 A總濃度 C1’， 有水有水水 DVCVCVCVCVC 1139。110 ????若 V有 =V水 000011111CDCDVVVVCDVVVCC ???????有水有水有水水連續(xù)萃取 萃取二次，平衡時(shí)：水溶液中 A總濃度 C2 同理 020221211)11()11( CDCDCC ?????萃取三次，平衡時(shí)：水溶液中 A總濃度 C3 03023 1 3 3 11)11()11( CDCDCC ?????連續(xù)萃取三次，用有機(jī)溶劑總體積為 V有 =3V水 時(shí)， 萃取定量完成。 單次萃取 V有 =3V水 萃取一次，平衡時(shí)：水溶液中 A總濃度 C1 0001 311301CCDVVVCC ?????有水水 與連續(xù)萃取 3次相比，消耗同量的有機(jī)溶劑，但效果不及連續(xù)萃取。 %%10 03/110 10%10 0/ ???????有水 VVDDE思考： n次連續(xù)萃取的萃取率 ? 1 0 0]%)1(1[( % ) 1 ???? nn EE自己推導(dǎo) 若連續(xù)萃取 3次， D=10， V有 =V水 %%1 0 01/110 10%1 0 0/1 ???????有水 VVDDE%%100]%)(1[%100]%)1(1[( % )3313????????? EE由上式可得： 2)100l g (2)100l g (1 ?????EEn n假定一次萃取的 E1（ %） =50%（即 D=1），欲達(dá)到 En（ %） =99%，必須連續(xù)萃取幾次？欲達(dá)到 En（ %） =%，又必須連續(xù)萃取幾次？ 解 ： 72)50100l g ( 2)99100l g ( ??? ???nEn（ %） =99%， En（ %） =%， 102)501 0 0l g ( 2) 0 0l g ( ??? ???n很有用 4 分離系數(shù) (分離因子或分離因數(shù) ) 分離系數(shù)： 同一萃取體系中相同萃取條件下兩種兩種組分分配比的比值。用 ?表示。 BADD?? 為了定量說(shuō)明兩種 組分 的分離效果，一般用分離系數(shù)表示 。
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