uo₂²++ 2no₃^-+ 2 (c₄h₉o)₃p=o^ uo₂(ш₃)₂(тбф)₂

Сложные эфиры фосфорной кислоты, фосфоновых, фосфиновых кислот, фосфиноксиды, сульфоксиды, диантипирилметан

хелатообразующие соединения (Р-дикетоны, пиразолоны, дитизон, диэтилдитиокарбаматы), кислые эфиры фосфорной кислоты, карбоновые кислоты, пикриновая кислота, тетрафенилборат, кислотные красители (бромтимоловый синий, эозин и др.).

Третичные амины, четвертичные аммониевые соли, соли тетрафениларсония и тетрафенилфосфония.

rcoo^-r₄n++ h+

rcooh + r₄n

r₄n++ rcooh

rcoo^-r₄n++ h+

9.2.3. Влияние различных факторов на процесс экстракции

Основными факторами, влияющими на процесс экстракции, яв­ляются:

• природа экстрагируемого вещества и экстрагента,

• температура,

• рН,

• соотношение объёмов водной и органической фаз,

• методика проведения экстракции,

• присутствие электролитов в водной фазе.

рН

Величина рН влияет на экстракцию соединений, склонных к ио­низации. Заряженные частицы гидратируются значительно лучше, чем нейтральные молекулы, а последние, в свою очередь, лучше сольвати- руются неполярными органическими растворителями. Поэтому, как правило, нейтральные молекулы экстрагируются значительно лучше, чем ионы.

Слабые кислоты

a

P0(HA)

D = a(HA)P₀(HA)=

1 + 10^pH-pK

При рН < pK_a - 2 более99% кислоты будет находиться в неиони- зированном состоянии(D ^P₀), поэтому при таких значениях рН ки­слота будет хорошо экстрагироваться неполярным растворителем. При рН >pKa + 2 более 99% кислоты будет находиться в ионизиро­ванном состоянии. Эта область рН неблагоприятна для экстракции.

Слабые основания

P0(B)

D = a(B)P0(B)

pK +-pH

1 + 10^{p BH}+ ^F

Максимальная экстракция происходит при рН > pK_BH+ + 2, а при рН <pKBH+ - 2 слабые основания будут плохо экстрагироваться непо­лярным растворителем.

Амфолиты

D =a(HB)P₀ (HB) =^P°^(HB)

₁+₁₀pH-pK_a(HB) +₁₀pK_a(H2B+ )-pH

Экстракция амфолита максимальна в изоэлектрической точке.

Примеры зависимости коэффициентов распределения слабых кислот, оснований и амфолитов от рН показаны на рис. 9.2.

D

1

3

2

-I

100 80 60 40 20 0

0

6

8

10

12

14 pH

Рис. 9.2Зависимость коэффициента распределения слабой кислоты (1), амфолита (2) и слабого основания (3) от рН

Р₀(неионизированной формы) =100, Р₀(ионизированной формы) « 0;pKa =7, рКвн+= 7; амфолит(pKa =5, рКвн+= 9).

Объём экстрагента

1

n

R =

[А] вУв

ⁿ о + ⁿ в

1 +

[А]оУо

[А] оУо+ [А] вУв

[А] оУо

При увеличении соотношения У_в/У₀степень однократной экс­тракции уменьшается. Например, для того чтобы при однократной экстракции экстрагировалось 99% вещества, имеющегоD = 5, объём экстрагента должен быть приблизительно в 20 раз больше объёма водной фазы. Если их объёмы будут равными, величинаR составит 83%.

Экстрагент можно добавлять не одномоментно, а в виде не­скольких порций. В этом случае эффективность экстрагирования бу­дет повышаться. Пусть к водной фазе добавлена первая порция экст- рагента. После первой экстракции останется непроэкстрагированным

1

1

1 - R= 1

У

₁У_в 1 +^в

У

1 + ^УоD

^Ув

УоD

2

После второй экстракции останется (1-R) от у, т.е. у . Послеn-

экстракции у .

ⁿ

\n

1

1

1 - Rn =

^ Rn = 1

У

1 + D

У

1 + D

У_в

Для того чтобы экстрагировать 99% вещества, имеющего D = 5, из 10 мл водной фазы, необходимо провести 3 экстракции порциями экстрагента по 10 мл (т.е. затратить всего лишь 30 мл экстрагента, что в 6 раз меньше, чем при однократной экстракции).

Выбор приёма экстракции (однократная большим объёмом экстрагента или многократная малыми объёмами) зависит от конкретных условий. Если не­обходимо сэкономить экстрагент, то предпочтительнее второй вариант, если время (или важна хорошая воспроизводимость результатов), то первый.

Присутствие сильных электролитов

При добавлении к водной фазе больших количеств хорошо растворимых сильных электролитов растворимость веществ может уменьшаться (высаливание),иногда растворимость увеличивается(всаливание).При проведении экстракции в системах с высаливани­ем коэффициент распределения вещества увеличивается, в случае всаливания - уменьшается.

У_в

9.2.4. Способы осуществления экстракции

I ► верхняя органическая фаза последовательно переносится ^ через серию экстракционных трубок и в каждой из них

периодическая

проводится отдельными порциями свежего экстрагента

Г

контактирует со свежими порциями нижней водной фазы до установления равновесия

9.2.5. Применение экстракции

• разделение веществ(выделение микрокомпонента, очистка макрокомпонента);

• концентрирование;

• в гибридных методах анализа(экстракционная фотометрия, экстракционная флуориметрия и др.)

• изучение различных равновесий.