Extraktion

Extraktion (från lat.  extraho - I extrakt ) är extraktion av ett ämne från en lösning eller en torr blandning med hjälp av ett lösningsmedel (extraktionsmedel), som praktiskt taget inte blandas med den ursprungliga blandningen.

Extraktion kan vara enkel (enkel eller multipel) eller kontinuerlig ( perkolering ).

Den enklaste metoden för extraktion från en lösning är en enkel eller flera tvätt med ett extraktionsmedel i en separertratt. Separertratten är ett kärl med en propp och en kran för att dränera det undre vätskeskiktet. För kontinuerlig extraktion används speciella anordningar - extraktorer eller perkolatorer.

För att extrahera ett enskilt ämne eller en specifik blandning ( extrakt ) från torra produkter i laboratorier används kontinuerlig Soxhlet-extraktion i stor utsträckning .

I laboratoriepraktiken för kemisk syntes kan extraktion användas för att isolera ett rent ämne från en reaktionsblandning eller för att kontinuerligt avlägsna en av reaktionsprodukterna från en reaktionsblandning under syntesen.

Extraktion används inom kemisk industri, oljeraffinering, livsmedel, metallurgisk, läkemedelsindustri och andra industrier, inom analytisk kemi och kemisk syntes .

Vätskeextraktion

Princip

Vätskeextraktion är processen för överföring av ett eller flera lösta ämnen från en vätskefas till en annan ( extraktionsmedel ), som är praktiskt taget olöslig eller delvis löslig i den första, men löser upp dessa ämnen. Den initiala vattenlösningen som innehåller den fördelade substansen löst i den är i direkt kontakt med extraktionsmedlet. Som ett resultat av interaktionen bildas två faser: ett extrakt - en separerad organisk fas berikad med den distribuerade substansen och ett raffinat - en vattenhaltig fas som praktiskt taget inte innehåller en distribuerad substans.

Extraktionsmedlet är vanligtvis en lösning av reagenset i ett utspädningsmedel. Ett reagens är ett ämne som interagerar med det distribuerade ämnet och bestämmer extraktionsprocessen. Spädningsmedel - ett inert organiskt lösningsmedel som förbättrar extraktionsmedlets fysikaliska eller extraktionsegenskaper. I vissa fall används extraktion med inerta lösningsmedel, till exempel vid extraktion av koordinativt osolvatiserade föreningar.

Klassificering av extraktionsprocesser

Det finns flera tillvägagångssätt för klassificering av lösningsmedelsextraktionsmetoder, baserade både på metoden för implementering av processen och på vilken typ av extraktionsmedel som används.

Klassificering L. M. Gindin
  1. Extraktion med mekanismen för fysisk distribution, medan det inte sker någon förändring i sammansättningen av den extraherade föreningen.
  2. Katjonbytesextraktion. Sura extraktionsmedel används, såsom karboxylsyror , metalljoner extraheras som katjoner, såsom aminokomplex eller vattenkomplex .
  3. anjonbytesextraktion. Grundläggande extraktionsmedel används, t ex kvartära ammoniumsalter , metalljoner extraheras som anjoner.
  4. koordinationsextraktion. Extraktion av metalljoner utförs i form av intrakomplexa föreningar .
  5. Extraktion av heteropolyföreningar.
A. N. Rosens klassificering

Klassificeringen baseras på arten av dissociationen av det extraherbara i de vattenhaltiga och organiska faserna:

  1. Elektrolyten i vattenfasen är icke-elektrolyten i den organiska fasen.
  2. Elektrolyten i vattenfasen är elektrolyten i den organiska fasen. I detta fall bör den organiska fasen ha en hög dielektricitetskonstant.
  3. Icke-elektrolyt i vattenfasen - icke-elektrolyt i den organiska fasen.
Klassificering av Yu. A. Zolotov och N. M. Kuzmin

1. Extraktion av icke-joniserade föreningar:

  1. Extraktion av koordinativt osolvatiserade molekylära halogenider (I 2 , SnI 4 , SeBr 4 ) med inerta lösningsmedel (bensen, koltetraklorid).
  2. Extraktion av intrakomplexa föreningar ( kelater ) med sura extraktionsmedel.
  3. Extraktion av koordinativt solvatiserade neutrala komplex. Extraktionsmedlet i detta fall är en del av den extraherade föreningen.

2. Extraktion av joniserade föreningar:

  1. Extraktion av komplexa metallsyror (t.ex. H[FeCl 4 ]).
  2. Extraktion av koordinativt olösta salter med skrymmande katjoner och anjoner.
  3. Extraktion av starka syror.
  4. Extraktion av heteropolyföreningar.

Tillämpningar av vätskeextraktion

Inom analytisk kemi används vätskeextraktion för att koncentrera mikroföroreningar och isolera organiska och oorganiska ämnen för deras ytterligare kvantitativa bestämning med olika metoder (spektrofotometriska, kromatografiska och andra). Vätskeextraktion används i stor utsträckning i miljöstudier och i laboratoriekvalitetskontroll av olika produkter.

Inom industrin används vätskeextraktion som en metod för att isolera målprodukterna för organisk syntes från reaktionsmassan, samt för att erhålla icke-järnmetaller och sällsynta jordartsmetaller från naturliga råvaror.

Vätskeextraktion är också en forskningsmetod. Det används för att studera sammansättningen, stabiliteten och andra egenskaper hos komplexa föreningar av metalljoner i lösningar.

Nernsts ekvation

Extraktion är baserad på separationslagen: avlägsnandet av ett ämne från en lösning är desto mer fullständigt, desto mer skiljer sig dess fördelningskoefficient från enhet.

, där a1 och a2 är aktiviteterna för det lösta ämnet i den första och andra lösningen. Denna ekvation kallas Nernst-fördelningslagen och är grunden för extraktionsmetoden: förhållandet mellan jämviktsaktiviteterna för den tredje komponenten i två ömsesidigt olösliga vätskor är en konstant vid en konstant temperatur och kallas den termodynamiska fördelningskonstanten .


Litteratur

 Kemiska separationsmetoder