萃取化学试题及答案

崔雪慧1、胺类离子缔合萃取体系的特点、应用范围和主要影响因素。伯、仲、叔胺分子中的氮原子具有孤对电子，能和无机酸的H+离子以稳定的配位键形成相应的铵盐。这些铵盐和季铵盐中的阴离子与水相中的金属络阴离子发生交换，使被萃取物进入有机相。萃取机理主要是阴离子交换。对酸的萃取，萃取酸是胺的基本性质，当溶于有机溶剂中的游离胺与含有无机酸HL的水相接处时，便发生萃取反应；阴离子交换反应溶于有机相的铵盐能与水相中的阴离子进行离子交换反应；对金属离子的萃取，金属元素除了以阳离子形式存在于水溶液中外，还可以以阴离子或洛和阴离子形式存在，如。在一定条件下，这些阴离子能与有机胺盐阳离子相结合，生成电中性的疏水性化合物，从而实现金属离子从亲水性向疏水性的转化，从而被萃入有机相。这种依靠正负电荷相吸引而结合生成的电中性化合物又称缔合物，因此，胺类萃取可看作是离子缔合物的萃取；影响因素：1）胺类萃取剂的结构与萃取性能的关系，胺类萃取剂的萃取能力和选择性与胺的类型和结构有关，因为胺是一种亲质子试剂，当氨分子中的氢逐步被烷基取代后，由于烷基的斥电子作用使氮的电负性增加，碱性增强，萃取能力提高。支链多少、位置、以及碳链长度对胺类粒离子缔合萃取体系也有影响；2）稀释剂的性质，稀释剂的性质，尤以极性对胺类萃取剂的萃取能力有很大影响；3）酸及其浓度的影响，总的来说，大多数可被胺类萃取的金属离子，其分配比随水相酸度的增加出现一极大值，但对不同的萃取体系，这种变化的程度却很不相同2、简述溶剂萃取与反萃取的含义，举一例说明。溶剂萃取：被分离物质由一液相转入互不相容另一液相的过程。例：用二氯甲烷或四氯乙烯把咖啡因萃取出来反萃取：一种新的不含被萃取物的水相与萃取液接触，使被萃取物返回水相的过程。例：RNH3+Cl(O)+NaOH=RNH2(O)+NaCl+H2O3、萃取剂的选择原则是什么？萃取剂的选择原则是1萃取容量大，单位体积或单位重量的萃取剂所能萃取物质的饱和容量要大，这就要求萃取剂具有较多的功能基和适量的分子量2选择性好，即对所要分离的物质具有较强的选择性，从而保证所得产品的质量3闪点、燃点、沸点都高，挥发性低，无毒或毒性小，便于安全操作4化学稳定性好，要求萃取剂抗水解、耐氧化还原能力强，对设备的腐蚀性小，辐射稳定性好4易于实现反萃，即要求对被萃取物质具有较高的萃取能力和选择性，同时也要求容易用适当的反萃取剂进行反萃4、分配比及萃取率的含义。表示溶质A在两相中以各种型体存在的总浓度的比值，就是分配比，用D表示。D=溶质A在有机相中的总浓度/溶质A在水相中的总浓度萃取率表示物质萃取到有机相中的程度。E%=被萃取物质在有机相中的总量/被萃取物质的总量*100%5、错流萃取及逆流萃取的含义及特点。多级错流萃取：原料液依次通过各级，新鲜溶剂则分别加入各级的混合槽中，萃取相和最后一级的萃余相分别进入溶剂回收设备。特点：萃取率比较高，但萃取剂用量较大，溶剂回收处理量大，能耗较大。多级逆流萃取：原料液和萃取剂依次按反方向通过各级，最终萃取相从加料一端排出，并引入溶剂回收设备中，最终萃余相从加入萃取剂的一端排出，引入溶剂回收设备中。特点：可用较少的萃取剂获得比较高的萃取率，工业上广泛采用。6、螯合萃取体系的特点、主要影响因素，举例说明。特点：1）螯合剂（应有较多的疏水基团）溶于有机相，难溶于水相，有些也（微）溶于水相，但在水相中的溶解度依赖于水相的组成特别是pH值（双硫腙溶于碱性水溶液）；2）螯合剂在水相与待萃取的金属离子形成不带电荷的中性螯合剂，使金属离子由亲水性转变为亲油性；3）螯合物萃取体系广泛应用于金属阳离子的萃取。影响因素：1）萃取剂的选择；2）溶液酸度的控制；溶液的酸度越低，则D值越大，就越有利于萃取。当溶液的酸度太低时，金属离子可能发生水解，或引起其他干扰反应，对萃取反而不利。例：用二苯基卡巴硫腙—CCl4萃取金属离子，都要求在一定酸度条件下才能萃取完全。萃取Zn2+时，适宜pH为6.5一l0，溶液的pH太低：难于生成螯合崔雪慧物pH太高：形成Zn022-3）萃取溶剂的选择；原则：（1）金属螯合物在溶剂中应有较大的溶解度。通常根据螯合物的结构，选择结构相似的溶剂。（2）萃取溶剂的密度与水溶液的密度差别要大，粘度要小。（3）萃取溶剂最好无毒、无特殊气味、挥发性小。例：含烷基的螯合物用卤代烷烃(如CCl4，CHCl3)作萃取溶剂含芳香基的螯合物用芳香烃(如苯、甲苯等)作萃取溶剂4）萃取温度；萃取通常在室温下进行5）干扰离子的消除（a）控制酸度：控制适当的酸度，有时可选择性地萃取一种离子，或连续萃取几种离子。示例：在含Hg2+，Bi3+，Pb2+，Cd2+溶液中，控制酸度用二苯硫腙—CCl4萃取不同金属离子。b）使用掩蔽剂当控制酸度不能消除干扰时，可采用掩蔽方法。示例：用二苯硫腙—CCl4萃取Ag+时，若控制pH为2，并加入EDTA，则除了Hg2+，Au(III)外，许多金属离子都不被萃取。在含Hg2+，Bi3+，Pb2+，Cd2+溶液中用二苯硫腙—CCl4萃取萃取Hg2+，若控制溶液的pH等于1．则Bi3+，Pb2+，Cd2+不被萃取要萃取Pb2+，可先将溶液的pH调至4—5，将Hg2+，Bi3+先除去，再将pH调至9—10，萃取出Pb2+