Udvinding
Ekstraktion (fra lat. extraho - I ekstrakt ) er ekstraktion af et stof fra en opløsning eller en tør blanding ved hjælp af et opløsningsmiddel (ekstraktionsmiddel), som praktisk talt ikke blandes med den oprindelige blanding.
Ekstraktion kan være enkelt (enkelt eller flere) eller kontinuerligt ( perkolation ).
Den enkleste metode til ekstraktion fra en opløsning er en enkelt eller flere vask med et ekstraktionsmiddel i en skilletragt. Skilletragten er en beholder med en prop og en hane til at dræne det nederste væskelag. Til kontinuerlig ekstraktion anvendes specielle enheder - ekstraktorer eller perkolatorer.
For at udvinde et individuelt stof eller en specifik blanding ( ekstrakt ) fra tørre produkter i laboratorier anvendes kontinuerlig Soxhlet-ekstraktion i vid udstrækning .
I laboratoriepraksis med kemisk syntese kan ekstraktion bruges til at isolere et rent stof fra en reaktionsblanding eller til kontinuerligt at fjerne et af reaktionsprodukterne fra en reaktionsblanding under syntesen.
Ekstraktion bruges i kemiske, olieraffinering, fødevarer, metallurgiske, farmaceutiske og andre industrier, i analytisk kemi og kemisk syntese .
Væskeudvinding
Princip
Væskeekstraktion er processen med overførsel af et eller flere opløste stoffer fra en væskefase til en anden ( ekstraktionsmiddel ), som er praktisk talt uopløselig eller delvist opløselig i den første, men opløser disse stoffer. Den oprindelige vandige opløsning indeholdende det fordelte stof opløst i den er i direkte kontakt med ekstraktionsmidlet. Som et resultat af interaktionen dannes to faser: et ekstrakt - en adskilt organisk fase beriget med det fordelte stof og et raffinat - en vandig fase, der praktisk talt ikke indeholder et fordelt stof.
Ekstraktionsmidlet er sædvanligvis en opløsning af reagenset i et fortyndingsmiddel. Et reagens er et stof, der interagerer med det distribuerede stof og bestemmer ekstraktionsprocessen. Diluent - et inert organisk opløsningsmiddel, der forbedrer ekstraktionsmidlets fysiske egenskaber eller ekstraktionsegenskaber. I nogle tilfælde anvendes ekstraktion med inerte opløsningsmidler, for eksempel ved ekstraktion af koordinativt usolvatiserede forbindelser.
Klassifikation af ekstraktionsprocesser
Der er flere tilgange til klassificering af opløsningsmiddelekstraktionsmetoder, baseret både på metoden til implementering af processen og på den anvendte type ekstraktionsmiddel.
Klassifikation L. M. Gindin- Ekstraktion ved fysisk distributionsmekanisme, mens der ikke er nogen ændring i sammensætningen af den ekstraherede forbindelse.
- Kationbytterekstraktion. Der anvendes sure ekstraktionsmidler, såsom carboxylsyrer , metalioner ekstraheres som kationer, såsom aminokomplekser eller aquakomplekser .
- anionbytterekstraktion. Der anvendes basale ekstraktionsmidler, fx kvaternære ammoniumsalte , metalioner ekstraheres som anioner.
- koordinationsudvinding. Ekstraktion af metalioner udføres i form af intrakomplekse forbindelser .
- Ekstraktion af heteropolyforbindelser.
Klassificeringen er baseret på arten af dissociationen af det ekstraherbare i de vandige og organiske faser:
- Elektrolytten i den vandige fase er den ikke-elektrolyt i den organiske fase.
- Elektrolytten i den vandige fase er elektrolytten i den organiske fase. I dette tilfælde skal den organiske fase have en høj dielektrisk konstant.
- Ikke-elektrolyt i den vandige fase - ikke-elektrolyt i den organiske fase.
1. Ekstraktion af ikke-ioniserede forbindelser:
- Ekstraktion af koordinativt usolvatiserede molekylære halogenider (I 2 , SnI 4 , SeBr 4 ) med inerte opløsningsmidler (benzen, carbontetrachlorid).
- Ekstraktion af intrakomplekse forbindelser ( chelater ) med sure ekstraktionsmidler.
- Ekstraktion af koordinativt solvatiserede neutrale komplekser. Ekstraktionsmidlet er i dette tilfælde en del af den ekstraherede forbindelse.
2. Ekstraktion af ioniserede forbindelser:
- Ekstraktion af komplekse metalsyrer (f.eks. H[FeCl 4 ]).
- Ekstraktion af koordinativt uopløste salte med voluminøse kationer og anioner.
- Udvinding af stærke syrer.
- Ekstraktion af heteropolyforbindelser.
Anvendelser af væskeudvinding
I analytisk kemi bruges væskeekstraktion til at koncentrere mikrourenheder og isolere organiske og uorganiske stoffer med henblik på deres yderligere kvantitative bestemmelse ved forskellige metoder (spektrofotometriske, kromatografiske og andre). Væskeudvinding er meget brugt i miljøundersøgelser og i laboratoriekvalitetskontrol af forskellige produkter.
I industrien bruges væskeudvinding som en metode til at isolere målprodukterne fra organisk syntese fra reaktionsmassen samt til at opnå non-ferro- og sjældne jordarters metaller fra naturlige råmaterialer.
Væskeudvinding er også en forskningsmetode. Det bruges til at studere sammensætningen, stabiliteten og andre egenskaber af komplekse forbindelser af metalioner i opløsninger.
Nernst-ligning
Ekstraktion er baseret på loven om adskillelse: fjernelse af et stof fra en opløsning er jo mere fuldstændig, jo mere dets fordelingskoefficient adskiller sig fra enhed.
, hvor a1 og a2 er aktiviteterne af det opløste stof i den første og anden opløsning. Denne ligning kaldes Nernst-fordelingsloven og er grundlaget for ekstraktionsmetoden: forholdet mellem ligevægtsaktiviteterne for den tredje komponent i to gensidigt uopløselige væsker er en konstant ved en konstant temperatur og kaldes den termodynamiske fordelingskonstant .
Litteratur
- Tuturin N. N.,. Ekstraktion, ekstraktion // Encyclopedic Dictionary of Brockhaus and Efron : i 86 bind (82 bind og 4 yderligere). - Sankt Petersborg. , 1890-1907.
- Ekstraktion i eksperimentel organisk kemi
| Kemiske adskillelsesmetoder | |
|---|---|