экстракция. Это физ хим процесс распределения вва между двумя несмешивающимися фазами (обычно между водой и орг рлем)

• Название: Это физ хим процесс распределения вва между двумя несмешивающимися фазами (обычно между водой и орг рлем)
• Дата: 04.05.2022
• Размер: 204.79 Kb.
• Имя файла: экстракция.docx
• Тип: Документы; #511927

Экстракция – это физ.-хим. процесс распределения в-ва между двумя несмешивающимися фазами (обычно между водой и орг. р-лем).

Орг. в-во. отвечающее за экстрагирование в-ва называется – экстрагентом.

Инертный орг. р-ль применяемый для улучшения экстракционных св-в экстрагента называется – разбавителем.

Орг. фаза, отделяемая от водной и содержащая экстрагированное соед. называется – экстрактом.

Условия экстракции в-ва

1. 
   Для перехода иона металла в орг. фазу необходимо нейтрализовать его заряд, связав его в незаряженный комплекс;
   
2. 
   Чем больше энергия сольватации и меньше энергия гидратации экстрагируемого соед., тем выше степень извлечения;
   
3. 
   Для полного экстрагирования соед. необходимо обеспечить его гидрофобность;
   
4. 
   С увеличением размера экстрагируемой молекулы увеличивается степень извлечения;
   
5. 
   Экстракция ионных ассоциатов уменьшается с увеличением заряда и уменьшением радиуса иона;
   
6. 
   Более устойчивые комплексы экстрагируются лучше.
   

О сновные кол. характеристики

• 
  К онстанта распределения K_D
  
• 
  К оэф. распределения D
  
• 
  С тепень извлечения R
  
• 
  К онстанта экстракции K_ex
  

Способы осуществления экстракции

Периодическая экстракция

Представляет собой экстракцию в-ва из вод. фазы отдельными порциями экстрагента.

Ч
асто одной экстракции не хватает и тогда используют многократную экстракцию, и степень извлечения для n‑кратной экстракции рассчитывается по формуле:

Эффективность многократной экстракции снижается с увеличением последующих экстракций.

Периодическую экстракцию проводят в делительно воронке.

Непрерывная экстракция

Существует при непрерывном и относительном перемешивании двух фаз.

Экстракция орг. соед. (жидкостно – жидкостная экстракция)

В качестве экстрагентов, для извлечения орг. соед., используют различные орг. р-ли, но все они должны отвечать ряду требований:

• 
  Извлечение должно быть с высоким коэф. распределения;
  
• 
  Мало растворимы в воде;
  
• 
  Имеют высокую температуру кипения;
  
• 
  Плотность отличается от плотности анализируемого р-ра.
  

Экстракция ионов металлов

Экстракцию проводят после перевода заряженных частиц в незаряженные комплексы или ионные ассоциаты.

Экстрагенты и разбавители

О
бычно все экстрагенты используют в виде их р-ров в орг. р-ле.

С
реди кислотных экстрагентов часто используют хелатообразующие реагенты.

Э
кстракция с основными экстрагентами протекает по механизму ионного обмена.

Н
ейтральные экстрагенты используют для экстракции незаряженных комплексов ионов металлов с лигандами галогенид-анионами.

Экстрагируемые соединения

Можно выделить два типа экстрагируемых соединений: неионизированные соед. и ионные ассоциаты.

Координационно-несольватированные нейтральные соед. (HgCl₂, AsCl₃; RuO₄, OsO₄)

К этой группе относятся соединения с преимущественно ковалентной связью, они в заметной степени не сольватируются и не гидратируются. Эти соед. экстрагируются р-лями различной природы, а инертными р-лями – избирательно.

Вид кривой распределения КННС в зависимости от конц. к-ты определяется их способностью образовывать катионные или анионные комплексы с анионом этой кислоты.

Внутрикомплексные соед. (8 – гидроксихинолинаты, дитизонаты, диэтилдитиокарбоминаты.)

В большинстве случаев они представляют собой продукты взаимодействия катионов металлов с органическими реагентами, содержащими солеобразующие группировки атомов: -ОН, -СООН, =NОН и др.

Незаряженные ВКС

Для обеспечения экстракции ненасыщенных (гидратированных) ВКС необходимо вытеснить воду и блокировать ее молекулами орг. соед. (ТБФ - трибутилфосфат). В этом случает экстракция зависит от природы р-ля.

Для экстракции насыщенных ВКС природа р-ля не столь важна. (хлороформ)

Заряженные ВКС

Катионные ВКС можно экстрагировать при введении крупных гидрофобных анионов (нафталинсульфонат, тетрафенилборат)

Анионные ВКС можно экстрагировать при введении крупных гидрофобных катионов (тетрафениларсоний, тетрафенилфосфоний)


Координационно – сольватированные нейтральные комплексы (Zr(NO₃)₄(ТБФ)₂, ScCl₃(ТБФ)₃)

Во внутреннюю координационную сферу иона металла такого комплекса обычно входит неорганический лиганд (Сl^-, Br^-, NO₃^-) и экстрагент (например ТБФ – трибутилфосфат).

При экстракции подобных комплексов необходимо присутствие нейтральных экстрагентов имеющих электродонорные атомы, например атом азота, кислорода или серы. К таким экстрагентам относят нейтральные экстрагенты (спирты, кетоны, эфиры).

Координационно – несольватированные ионные ассоциаты (соли) ((C₆H₅)₄As]ClO₄↓, [(C₆H₅)₄P]MnO₄↓)

Это соединения крупных гидрофобных катионов (например, тетрафениларсоний, тетрафенилфосфоний) с анионами СlО₄^-, ReO₄^-, MnO₄^-, IO₄^- и другими крупными анионами, которые не сольватированы или почти не сольватированы.

Комплексные кислоты (H₂CdI₄, HFeCl₄)

Можно сказать, что комплексные металлокислоты образуются в результате взаимодействия катиона металла с анионами галогеноводородных кислот.

Экстрагируются лишь экстрагентами способными к протонированию в кислой среде. А также солями четвертичных амониевых оснований (диэтиловый эфир, метилизобутилкетон).

Экстракция комплексных кислот определяется след. факторами:

1. 
   Чем меньше заряд аниона, тем слабее гидротация и лучше извлечение;
   
2. 
   Увеличение размера комплексного аниона улучшает экстракцию;
   
3.