在高中化学中,‘萃取’是什么意思?

易金矿业网 2023-02-20 04:07 编辑:admin 280阅读

一、在高中化学中,‘萃取’是什么意思?

液-液萃取,用选定的溶剂分离液体混合物中某种组分,溶剂必须与被萃取的混合物液体不相溶,具有选择性的溶解能力,而且必须有好的热稳定性和化学稳定性,并有小的毒性和腐蚀性。如用苯分离煤焦油中的酚;用有机溶剂分离石油馏分中的烯烃等。

固-液萃取,也叫浸取,用溶剂分离固体混合物中的组分,如用水浸取甜菜中的糖类;用酒精浸取黄豆中的豆油以提高油产量;用水从中药中浸取有效成分以制取流浸膏叫“渗沥”或“浸沥”。

二、化学中什么是萃取?

[编辑本段]概述

萃取是利用系统中组分在溶剂中有不同的溶解度来分离混合物的单元操作,利用相似相溶原理,萃取有两种方式:

液-液萃取,用选定的溶剂分离液体混合物中某种组分,溶剂必须与被萃取的混合物液体不相溶,具有选择性的溶解能力,而且必须有好的热稳定性和化学稳定性,并有小的毒性和腐蚀性。如用苯分离煤焦油中的酚;用有机溶剂分离石油馏分中的烯烃; 用CCl4萃取水中的Br2.

固-液萃取,也叫浸取,用溶剂分离固体混合物中的组分,如用水浸取甜菜中的糖类;用酒精浸取黄豆中的豆油以提高油产量;用水从中药中浸取有效成分以制取流浸膏叫“渗沥”或“浸沥”。

虽然萃取经常被用在化学试验中,但它的操作过程并不造成被萃取物质化学成分的改变(或说化学反应),所以萃取操作是一个物理过程。

萃取是有机化学实验室中用来提纯和纯化化合物的手段之一。通过萃取,能从固体或液体混合物中提取出所需要的化合物。这里介绍常用的液-液萃取。

[编辑本段]基本原理

利用化合物在两种互不相溶(或微溶)的溶剂中溶解度或分配系数的不同,使化合物从一种溶剂内转移到另外一种溶剂中。经过反复多次萃取,将绝大部分的化合物提取出来。

分配定律是萃取方法理论的主要依据,物质对不同的溶剂有着不同的溶解度。同时,在两种互不相溶的溶剂中,加入某种可溶性的物质时,它能分别溶解于两种溶剂中,实验证明,在一定温度下,该化合物与此两种溶剂不发生分解、电解、缔合和溶剂化等作用时,此化合物在两液层中之比是一个定值。不论所加物质的量是多少,都是如此。用公式表示。

CA/CB=K

CA.CB分别表示一种化合物在两种互不相溶地溶剂中的量浓度。K是一个常数,称为“分配系数”。

有机化合物在有机溶剂中一般比在水中溶解度大。用有机溶剂提取溶解于水的化合物是萃取的典型实例。在萃取时,若在水溶液中加入一定量的电解质(如氯化钠),利用“盐析效应”以降低有机物和萃取溶剂在水溶液中的溶解度,常可提高萃取效果。

要把所需要的化合物从溶液中完全萃取出来,通常萃取一次是不够的,必须重复萃取数次。利用分配定律的关系,可以算出经过萃取后化合物的剩余量。

设:V为原溶液的体积

w0为萃取前化合物的总量

w1为萃取一次后化合物的剩余量

w2为萃取二次后化合物的剩余量

w3为萃取n次后化合物的剩余量

S为萃取溶液的体积

经一次萃取,原溶液中该化合物的浓度为w1/V;而萃取溶剂中该化合物的浓度为(w0-w1)/S;两者之比等于K,即:

w1/V =K w1=w0 KV

(w0-w1)/S KV+S

同理,经二次萃取后,则有

w2/V =K 即

(w1-w2)/S

w2=w1 KV =w0 KV

KV+S KV+S

因此,经n次提取后:

wn=w0 ( KV )

KV+S

当用一定量溶剂时,希望在水中的剩余量越少越好。而上式KV/(KV+S)总是小于1,所以n越大,wn就越小。也就是说把溶剂分成数次作多次萃取比用全部量的溶剂作一次萃取为好。但应该注意,上面的公式适用于几乎和水不相溶地溶剂,例如苯,四氯化碳等。而与水有少量互溶地溶剂乙醚等,上面公式只是近似的。但还是可以定性地指出预期的结果。

仪器

分液漏斗

三、萃取、高一化学,求详细解答

利用化合物在两种互不相溶的溶剂中溶解度或分配系数的不同,使化合物从一种溶剂内转移到另外一种溶剂中的过程称为萃取。 顺便告诉你萃取剂的要求:①.与要萃取的溶质现处溶剂互不相容 ②.溶质在萃取剂中的溶解度远大于在现处溶剂中的溶解度. 举例:碘与水相溶就是碘水,可以用四氯化碳溶液去萃取 因为四氯化碳于水互不相容 且 碘在四氯化碳中的溶解度大于在水中的溶解度 

四、萃取是什么东东,请详细说明

萃取就是一种提取物质的手段,用溶解的方法,就是会溶解到更加能溶的物品里去

五、萃取的正确做法是什么?

对于固体材料的萃取如下:

由0.0001g分析天平去获得油含量=充满油样品重量-未含油样品重量。

2、以甲苯或石油醚当分解溶剂,使用合适的索格利特萃取器Soxhlet Extractor

来排出含油样品中的油而得到未含油样品。经过大约1小时萃取之后,将样品

放进在120度的烘箱内维持1小时去排出残余的分解溶剂,然后加以冷却。连

续反复萃取和烘干和冷却,直到部份残余重量固定在空气中干燥的样品重量的

0.05%。

3、针对大形物或为了要快速处理、而在不是非常在意要相当精确值和忧虑冶金

机械特性的情况下。则油的排除可将样品放进具有保护气体的烘箱中设定在430

度到650度加热处理。此方法可以在买卖双方同意下进行使用。对于真正燃烧温

度的选择可以被评论的,在此烧结90/10 CU/SN材料例子中,由制造者决定烧结

温度和时间。对青铜粉而言一般的烧结温度范围为815度到870度,其根据和被

要求的收缩程度、强度和气孔性都有关系。此方法以也应用于烧结铝合金材料假

如此温度不超过540度之条件下

2.对于液体混合物的分离,除可采用蒸馏的方法外,还可采用萃取的方法,即在液体混合物(原料液)中加入一个与其基本不相混溶的液体作为溶剂,造成第二相,利用原料液中各组分在两个液相中的溶解度不同而使原料液混合物得以分离。液-液萃取,亦称溶剂萃取,简称萃取或抽提。选用的溶剂称为萃取剂,以S表示;原料液中易溶于S的组分,称为溶质,以A表示;难溶于S的组分称为原溶剂(或稀释剂),以B表示。

如果萃取过程中,萃取剂与原料液中的有关组分不发生化学反应,则称之为物理萃取,反之则称之为化学萃取。

萃取操作的基本过程如图4-11所示。将一定量萃取剂加入原料液中,然后加以搅拌使原料液与萃取剂充分混合,溶质通过相界面由原料液向萃取剂中扩散,所以萃取操作与精馏、吸收等过程一样,也属于两相间的传质过程。搅拌停止后,两液相因密度不同而分层:一层以溶剂S为主,并溶有较多的溶质,称为萃取相,以E表示;另一层以原溶剂(稀释剂)B为主,且含有未被萃取完的溶质,称为萃余相,以R表示。若溶剂S和B为部分互溶,则萃取相中还含有少量的B,萃余相中亦含有少量的S。

由上可知,萃取操作并未有得到纯净的组分,而是新的混合液:萃取相E和萃余相R。为了得到产品A,并回收溶剂以供循环使用,尚需对这两相分别进行分离。通常采用蒸馏或蒸发的方法,有时也可采用结晶等其它方法。脱除溶剂后的萃取相和萃余相分别称为萃取液和萃余液。

对于一种液体混合物,究竟是采用蒸馏还是萃取加以分离,主要取决于技术上的可行性和经济上的合理性。一般地,在下列情况下采用萃取方法更为有利

(1) 原料液中各组分间的沸点非常接近,也即组分间的相对挥发度接近于1,若采用蒸馏方法很不经济;

(2) 料液在蒸馏时形成恒沸物,用普通蒸馏方法不能达到所需的纯度;

(3) 原料液中需分离的组分含量很低且为难挥发组分,若采用蒸馏方法须将大量稀释剂汽化,能耗较大;

(4) 原料液中需分离的组分是热敏性物质,蒸馏时易于分解、聚合或发生其它变化。

2.萃取剂的选择

选择合适的萃取剂是保证萃取操作能够正常进行且经济合理的关键。萃取剂的选择主要考虑以下因素。

(1)萃取剂的选择性及选择性系数

萃取剂的选择性是指萃取剂S对原料液中两个组分溶解能力的差异。若S对溶质A的溶解能力比对原溶剂B的溶解能力大得多,即萃取相中比大得多,萃余相中比大得多,那么这种萃取剂的选择性就好。

萃取剂的选择性可用选择性系数表示,其定义式为

(4-6)

将式4-3代入上式得 (4-7)

式中 ——选择性系数,无因次;

,——萃取相E中组分A、B的质量分数;

,——萃余相R中组分A、B的质量分数;

,——组分A、B的分配系数。

由的定义可知,选择性系数为组分A、B的分配系数之比,其物理意义颇似蒸馏中的相对挥发度。若>1,说明组分A在萃取相中的相对含量比萃余相中的高,即组分A、B得到了一定程度的分离,显然值越大,值越小,选择性系数就越大,组分A、B的分离也就越容易,相应的萃取剂的选择性也就越高;若=1,则由式4-6可知,或,即萃取相和萃余相在脱除溶剂S

后将具有相同的组成,并且等于原料液的组成,说明A、B两组分不能用此萃取剂分离,换言之所选择的萃取剂是不适宜的。

萃取剂的选择性越高,则完成一定的分离任务,所需的萃取剂用量也就越少,相应的用于回收溶剂操作的能耗也就越低。

由式4-6可知,当组分B、S完全不互溶时,则选择性系数趋于无穷大,显然这是最理想的情况。

(2)原溶剂B与萃取剂S的互溶度

图4-12所示为在相同温度下,同一种二元原料液与不同萃取剂、所构成的相平衡关系图。由图可见,萃取剂与组分B的互溶度较小。

为便于说明组分B与S的互溶度对萃取分离的影响,首先介绍所谓的萃取液最高组成的概念。

如前所述,萃取操作都是在两相区内进行的,达平衡后均分成两个平衡的E相和R相。若将E相脱除溶剂,则得到萃取液,根据杠杆规则,萃取液组成点必为SE延长线与AB边的交点,显然溶解度曲线的切线与AB边的交点即为萃取相脱除溶剂后可能得到的具有最高溶质组成的萃取液,以表示,其溶质组成设为。与组分B、S的互溶度密切相关,互溶度越小,可能得到的便越高,也就越有利于萃取分离,此结论与对选择性的分析相一致。由图可知,选择与组分B具有较小互溶度的萃取剂比更利于溶质A的分离。

(3) 萃取剂回收的难易与经济性

萃取后的E相和R相,通常以蒸馏的方法进行分离。萃取剂回收的难易直接影响萃取操作的费用,从而在很大程度上决定萃取过程的经济性。因此,要求萃取剂S与原料液中的组分的相对挥发度要大,不应形成恒沸物,并且最好是组成低的组分为易挥发组分。若被萃取的溶质不挥发或挥发度很低时,则要求S的汽化热要小,以节省能耗。

(4) 萃取剂的其它物性

为使两相在萃取器中能较快的分层,要求萃取剂与被分离混合物有较大的密度差,特别是对没有外加能量的设备,较大的密度差可加速分层,提高设备的生产能力。

两液相间的界面张力对萃取操作具有重要影响。萃取物系的界面张力较大时,分散相液滴易聚结,有利于分层,但界面张力过大,则液体不易分散,难以使两相充分混合,反而使萃取效果降低。界面张力过小,虽然液体容易分散,但易产生乳化现象,使两相较难分离,因之,界面张力要适中。常用物系的界面张力数值可从有关文献查取。

溶剂的粘度对分离效果也有重要影响。溶剂的粘度低,有利于两相的混合与分层,也有利于流动与传质,故当萃取剂的粘度较大时,往往加入其它溶剂以降低其粘度。

此外,选择萃取剂时,还应考虑其它因素,如萃取剂应具有化学稳定性和热稳定性,对设备的腐蚀性要小,来源充分,价格较低廉,不易燃易爆等。

通常,很难找到能同时满足上述所有要求的萃取剂,这就需要根据实际情况加以权衡,以保证满足主要要求。

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