液液萃取的基本原理
分配定律是萃取方法理論的主要依據(jù),物質(zhì)對不同的溶劑有著不同的溶解度。同時(shí),在兩種互不相溶的溶劑中,加入某種可溶性的物質(zhì)時(shí),它能分別溶解于兩種溶劑中,實(shí)驗(yàn)證明,在一定溫度下,該化合物與此兩種溶劑不發(fā)生分解、電解、締合和溶劑化等作用時(shí),此化合物在兩液層中之比是一個(gè)定值。不論所加物質(zhì)的量是多少,都是如此。屬于物理變化。用公式表示。
CA/CB=K
CA.CB分別表示一種化合物在兩種互不相溶地溶劑中的量濃度。K是一個(gè)常數(shù),稱為“分配系數(shù)”。
有機(jī)化合物在有機(jī)溶劑中一般比在水中溶解度大。用有機(jī)溶劑提取溶解于水的化合物是萃取的典型實(shí)例。在萃取時(shí),若在水溶液中加入一定量的電解質(zhì)(如氯化鈉),利用“鹽析效應(yīng)”以降低有機(jī)物和萃取溶劑在水溶液中的溶解度,??商岣咻腿⌒Ч?/span>
要把所需要的化合物從溶液中*萃取出來,通常萃取一次是不夠的,必須重復(fù)萃取數(shù)次。利用分配定律的關(guān)系,可以算出經(jīng)過萃取后化合物的剩余量。
設(shè):V為原溶液的體積
w0為萃取前化合物的總量
w1為萃取一次后化合物的剩余量
w2為萃取二次后化合物的剩余量
wn為萃取n次后化合物的剩余量
S為萃取溶液的體積
經(jīng)一次萃取,原溶液中該化合物的濃度為w1/V;而萃取溶劑中該化合物的濃度為(w0-w1)/S;兩者之比等于K,即:
w1/V =K w1=w0 KV
(w0-w1)/S KV+S
同理,經(jīng)二次萃取后,則有
w2/V =K 即
(w1-w2)/S
w2=w1 KV =w0 KV
KV+S KV+S
因此,經(jīng)n次提取后:
wn=w0 ( KV )
KV+S
當(dāng)用一定量溶劑時(shí),希望在水中的剩余量越少越好。而上式KV/(KV+S)總是小于1,所以n越大,wn就越小。也就是說把溶劑分成數(shù)次作多次萃取比用全部量的溶劑作一次萃取為好。但應(yīng)該注意,上面的公式適用于幾乎和水不相溶的溶劑,例如苯,四氯化碳等。而與水有少量互溶地溶劑等,上面公式只是近似的。但還是可以定性地指出預(yù)期的結(jié)果。