Экстракция в аналитической химии

1. Экстракция в аналитической химии

План
1. Общая характеристика экстракции.
2. Терминология. количественные характеристики экстракционных
процессов.
3. Экстракция простых неионизированных молекул.
Литература
Симонова Т.Н., Рокун А.Н., Дубровина В.А. Экстракция в
аналитической химии. Учебное пособие. – Донецк: изд-во
«Ноулидж», 2011. – 193 с.

2.

ТЕРМИНОЛОГИЯ. КОЛИЧЕСТВЕННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
ЭКСТРАКЦИОННЫХ ПРОЦЕССОВ
Экстракция жидкостная (познелат. extraction – извлечение, от extraho –
вытягиваю, извлекаю) – перевод одного или нескольких компонентов раствора
из одной жидкой фазы в контактирующую и не смешивающуюся с ней другую
жидкую фазу, содержащую избирательный экстрагент (растворитель);
– один из массообменных процессов химической технологии.
Распределение вещества в условиях равновесия между двумя фазами
теоретически описывается законом распределения Нернста.
При постоянной температуре и давлении отношение активностей одной
и той же формы растворенного вещества между двумя несмешивающимися
фазами – величина постоянная.
K
0
D
a(o )
a( в )
где а (о ) , а (в ) – активность вещества в органической и водной фазах
соответственно.
Величину
K
0
D
называют термодинамической константой распределения.

3.

Основные количественные характеристики экстракции
(рекомендации ИЮПАК)
Жидкость-жидкостное
распределение
–
процесс
переноса
растворенного
вещества
из
одной
жидкой
фазы
в
другую
(несмешивающуюся с ней) жидкую фазу, соответствующий метод отделения
и концентрирования. Допустимый синоним – распределение между двумя
жидкостями.
Жидкость-жидкостная экстракция – это частный случай жидкостьжидкостного распределения. Можно применять термин экстракция.
Константа экстракции
– константа равновесия реакции
распределения
где в – водная фаза, о – органическая фаза, – экстрагируемый элемент, HL –
экстракционный реагент.
Реагент НL, первоначально растворенный в органической фазе,
взаимодействует с ионом металла, находящимся в водной фазе, с
образованием продукта МLn , более растворимого в органической фазе, чем в
воде:
K ex
индекс «в» обычно опускают.
[ ML n ]о [ H ]nв
,
n
n
[ M ]в [ HL ]о

4.

Константу экстракции K ex называют концентрационной.
K
Константа распределения
D – отношение концентрации
вещества (в одной определенной форме) в фазе органического
растворителя к его концентрации (в той же самой форме) в водной фазе
при равновесии:
о
D
[ A]
K
,
[ A]
где [A]o, [A] – равновесная концентрация вещества в органической и водной
фазах соответственно. Раннее константу распределения обозначали Р и т.д.
Коэффициент распределения D – отношение общей (аналитической)
концентрации вещества в органической фазе к его аналитической
концентрации в водной фазе обычно в условиях равновесия.
D
C( o )
C (в)
,
где С(о) и С(в) – общая концентрация вещества в органической и водной фазах
соответственно.

5.

Степень извлечения (фактор извлечения) R – доля или процент (R%)
от общего количества вещества, экстрагируемого в фазу органического
растворителя при данных условиях
QA
RA
(QA ) общ
RMe
(C Me ) орг
RMe ,%
(C Me ) общ
(C Me ) орг
(C Me ) общ
100%,
где (QA)общ – исходное количество вещества А; QA – конечное количество
вещества А.
Величина R связана с коэффициентом распределения соотношением
100 D
R
,
Vв
D
Vо
Vв
Vо
D
.
100 R
R
Если водный раствор обрабатывают последовательными порциями
органического растворителя, отношение объемов фаз каждый раз равно
Vо/Vв = r, то
Если n = 1, r = 1, то
Rn 1 (rD 1) n .
D
R1
.
1 D

6. Типы кислородсодержащих экстрагентов