Реферат на тему экстракция

Обновлено: 04.07.2024

Две контактирующие жидкие фазы и распределяемый между ними целевой компонент образуют экстракционную систему. Извлекающая фаза включает только экстрагент (или смесь экстрагентов) либо является раствором одного или нескольких экстрагентов в разбавителе, служащем для улучшения физических (вязкость, плотность) и экстракционных свойств экстрагентов.

Прикрепленные файлы: 1 файл

Жидкостная экстракция.docx

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Институт природных ресурсов

Кафедра химической технологии топлива

и химической кибернетики

Реферат на тему

Студент гр.2КМ31 В.В. Норин

Руководитель О.К. Семакина

преподаватель каф. ХТТ и ХК (подпись)

Экстракция Жидкостная (позднелат. extractio - извлечение, от extraho - вытягиваю, извлекаю), перевод одного или нескольких компонентов раствора из одной жидкой фазы в контактирующую и не смешивающуюся с ней другую жидкую фазу, содержащую избирательный растворитель (экстрагент); один из массообменных процессов химической технологии. Используется для извлечения, разделения и концентрирования растворенных веществ.

Экстрагенты обеспечивают переход целевых компонентов из исчерпываемой (тяжелой) фазы, которая чаще всего представляет собой водный раствор, в извлекающую (легкую) фазу (обычно органическую жидкость). Две контактирующие жидкие фазы и распределяемый между ними целевой компонент образуют экстракционную систему. Извлекающая фаза включает только экстрагент (или смесь экстрагентов) либо является раствором одного или нескольких экстрагентов в разбавителе, служащем для улучшения физических (вязкость, плотность) и экстракционных свойств экстрагентов. В качестве разбавителей используют, как правило, жидкости (керосин, бензол, хлороформ и др.) либо их смеси, которые в исчерпываемой фазе практически нерастворимы и инертны по отношению к извлекаемым компонентам раствора. Иногда к разбавителям добавляют модификаторы, повышающие растворимость экстрагируемых компонентов в извлекающей фазе или облегчающие расслаивание: спирты, кетоны, трибутилфосфат и т.д.).

К основным стадиям жидкостной экстракции относятся:

1) приведение в контакт и диспергирование фаз;

2) разделение или расслаивание фаз на экстракт (извлекающая фаза) и рафинат (исчерпываемая фаза);

3) выделение целевых компонентов из экстракта и регенерация экстрагента, для чего наряду с дистилляцией наиболее часто применяют реэкстракцию (процесс, обратный жидкостной экстракции), обрабатывая экстракт водными растворами веществ, обеспечивающих полный перевод целевых компонентов в раствор или осадок и их концентрирование;

4) промывка экстракта для уменьшения содержания и удаления механически захваченного исходного раствора.

В любом экстракционном процессе после достижения требуемых показателей извлечения фазы должны быть разделены. Эмульсии, образующиеся при перемешивании, обычно термодинамически неустойчивы, что обусловлено наличием избыточной свободной энергии вследствие большой межфазной поверхности. Последняя уменьшается из-за коалесценции (слияния) капель дисперсной фазы. Коалесценция энергетически выгодна (особенно в бинарных системах) и происходит до тех пор, пока не образуются два слоя жидкости.

Разделение эмульсий осуществляется, как правило, в две стадии. Сначала довольно быстро осаждаются (всплывают) и коалесцируют крупные капли. Значительно более мелкие капли остаются в виде "тумана", который отстаивается довольно долго. Скорость расслаивания зачастую определяет производительность аппаратуры всего экстракционном процесса. На практике для интенсификации разделения фаз используют центробежные силы и применяют различные устройства или насадки, которые располагают в отстойниках (см. ниже). В ряде случаев расслаиванию способствует электрическое поле.

Основные требования к промышленным экстрагентам: высокая избирательность; высокая экстракционном емкость по целевому компоненту; низкая растворимость в рафинате; совместимость с разбавителями; легкость регенерации; высокие химическая, а в ряде случаев и радиационная стойкость, негорючесть или достаточно высокая температура вспышки (более 60 °С); невысокая летучесть и низкая токсичность; доступность и невысокая стоимость.

Наиболее распространенные промышленные экстрагенты подразделяют на следующие классы:

1) нейтральные, извлечение которыми осуществляется по разным механизмам в зависимости от кислотности исходного раствора,- вода, фосфорорганические соединения (главным образом трибутилфосфат), нефтяные сульфоксиды, насыщенные спирты, простые и сложные эфиры, альдегиды, кетоны и др.;

2) кислые, которые извлекают катионы металлов в орг. фазу из водной,- фосфорорганические кислоты [ди(2-этилгексил)фосфорная кислота], карбоновые и нафтеновые кислоты,сульфокислоты, алкилфенолы, хелатообразующие соединения (гидроксиоксимы, алкилгидроксихинолины, дикетоны);

3) основные, с помощью которых извлекают анионы металлов из водных растворов, первичные, вторичные, третичные амины и их соли, соли четвертичных аммониевых, фосфониевых и арсониевых оснований и др.

Жидкостная экстракция, как и любой реальный процесс, протекает во времени. Кинетически жидкостная экстракция представляет собой массопередачу, которая сопровождается разнообразными физико-химическими процессами, происходящими на межфазной границе, в прилегающих к ней слоях и в объемах фаз. Скорость экстракции, или количество вещества, переходящего в единицу времени из одной фазы в другую, определяется по ф-ле:

где К - коэффициент массопередачи; F - площадь межфазной поверхности; - движущая сила процесса. Если параметры v, F и известны, то можно найти значение плотности межфазного потока (j), коэф. массопередачи и обратную ему величину - так называемое сопротивление массопередаче (Rм):

В зависимости от природы Rм или, иными словами, в зависимости от того, каким конкретно процессом (химической реакцией или диффузией) лимитируется скорость извлечения вещества, могут быть предложены различные способы воздействия на скорость экстракции. Возможны два основных пути ее регулирования:

1) введением в экстракционном систему механической энергии, затрачиваемой на принудительном перемешивание и диспергирование фаз с целью увеличения поверхности их контакта и коэффициентов массоотдачи в фазах;

2) воздействием на скорость химических реакций и межфазных физико-химических процессов.

В химической технологии в качестве главного фактора интенсификации жидкостная экстракция используют первый путь, так как обычно скорость экстракции лимитируется диффузией. Однако необходимо учитывать, что возрастание межфазной поверхности и коэффициента массоотдачи в фазах становится все менее заметным по мере увеличения интенсивности принудительного перемешивания. Поэтому попытки дальнейшего ускорения экстракции за счет дополнительных затрат механической энергии могут оказаться неэффективными. Кроме того, при интенсивных режимах перемешивания возможно снижение скорости разделения фаз на последующих стадиях процесса. Если скорость извлечения вещества ограничена скоростью медленных хим. реакций в фазах, то при прочих равных условиях скорость экстракции не зависит от размера межфазной поверхности. Интенсификация экстракционного процесса возможна лишь за счет ускорения самих реакций.

В подавляющем большинстве экстракционных систем, особенно при интенсивном перемешивании, сопротивление массопередаче Rм сосредоточено в межфазной области. Это означает, что все действующие в ней факторы будут оказывать влияние на коэффициент массопередачи. К числу таких факторов относятся: межфазные реакции между экстрагентом и извлекаемым веществом; блокировка межфазной поверхности в результате аккумуляции на ней труднорастворимых продуктов реакций, микрокапель, твердых частиц или, др. словами, вследствие образования в межфазной области конденсированных межфазных пленок и зон микрогетерогенности; влияние процессов адсорбции - десорбции и двойного электрического слоя; самопроизвольная межфазная конвекция из-за нарушения гидродинамической стабильности границы раздела фаз (эффект Марангони).

Знание закономерностей кинетики процесса и информация о коэффициент массопередачи необходимы для расчетов экстракционной аппаратуры и определения путей интенсификации жидкостной экстракции.

Способы организации процесса

Осуществляют в аппаратах, называемыми экстракторами, с однократным и многократным контактом фаз. Соответственно различают однократную (одноступенчатую) и многократную (многоступенчатую) экстракцию; при этом ступенями разделения служат отдельные аппараты или их секции.

Наиболее распространенна в промышленности. Проводится непрерывно и по способу движения фаз подразделяется на противоточную, полупротивоточную и перекрестноточную. Чаще всего применяют противоточную экстракцию одним экстрагентом (рис. 1) с числом ступеней обычно 5-10. Для трудноразделяемых компонентов (напр., близких по свойствам лантаноидов) число ступеней достигает 70-100.

Рис. 1. Схема противоточной многократной экстракции: 1-4, . n - экстракторы.

Четкость разделения исходной смеси можно повысить, используя следующие способы. При жидкостной экстракции с обратной флегмой экстрагент и рафинат частично отделяются от соответственного экстракта и исходного раствора; далее определенные доли этих фракций обратно возвращаются в экстрактор навстречу уходящим потокам (процесс проводят подобно ректификации). При жидкостной экстракции с двумя несмешивающимися экстрагентами каждый из них избирательно растворяет какой-либо компонент или группу компонентов экстракционном системы.

Реже используют полупротивоток и перекрестный ток. При полупротивоточной экстракции одна фаза "неподвижна" (не перемещается со ступени на ступень), а другая фаза последовательно проходит все ступени каскада, вымывая компоненты раствора в порядке убывания коэффициента Полупротивоток применяют для извлечения и разделения компонентов, присутствующих в системе в очень малых количествах. При необходимости более полного извлечения целевого компонента из исходного раствора иногда используют перекрестноточную экстракцию (рис. 2): исчерпываемая фаза движется последовательно вдоль ступеней каскада, а извлекающая фаза поступает на каждую ступень и с нее же выводится.

Рис. 2. Схема перекрестноточной многократной экстракции.

Осуществляется периодически или непрерывно, возможна лишь при высоких значениях и применяется преимущественно для аналитических целей. Примером промышленной реализации одноступенчатого процесса может служить мембранная экстракция, основанная на использовании мембран жидких и сочетающая одновременно прямой процесс и реэкстракцию. Роль мембран выполняет слой органической жидкой фазы, разделяющий два водных раствора - исчерпываемый и извлекающий. Жидкая мембрана обычно содержит активный компонент - экстрагент, служащий для переноса целевых компонентов из исчерпываемой фазы в извлекающую. Разновидность мембранной жидкостная экстракция - экстракция во множественных эмульсиях вода - масло - вода.

Жидкостная экстракция - многофакторный процесс, математическое описание и оптимизация которого требуют сведения воедино совокупности равновесных, кинетических, гидродинамических, конструктивных данных и результатов масштабирования. Эта задача успешно решается с помощью структурного моделирования экстракционном процессов. В основе его лежат структурные модели, адекватно описывающие равновесие, кинетику и аппаратурное оформление каждого реального процесса. В отличие от функциональных моделей, которые также используются для описания экстракционном процесса, но рассматривают его или отдельные элементы лишь с целью установления количественных корреляции между отдельными параметрами, структурные модели обладают более широкими экстраполяционными возможностями и пригодны для оптимизации жидкостная экстракция на стадии промышленного проектирования.

Аппаратурное оформление процесса

По способу контакта фаз промышленные экстракторы подразделяют на дифференциально-контактные (колонные аппараты), ступенчатые и промежуточные конструкции. Аппараты первой группы отличаются непрерывным контактом фаз и плавным изменением концентрации извлекаемого компонента вдоль длины (высоты) аппарата. При таком профиле концентраций фазы ни в одной точке экстрактора не приходят в равновесие. Эти аппараты более компактны и требуют ограниченных производственных площадей, однако в них за счет продольного перемешивания (обусловлено конвективными осевыми потоками, застойными зонами, турбулентными пульсациями и т. д.) может значительно уменьшаться средняя движущая сила.

Аппараты второй группы состоят из дискретных ступеней, в каждой из которых осуществляется контакт фаз, после чего они разделяются и движутся противотоком в последующие ступени. Продольное перемешивание выражено слабее, но необходимость разделения фаз между соседними ступенями может приводить (при плохо отстаивающихся системах) к существенному увеличению размеров экстрактора.

Их подразделяют на гравитационные и с внешним подводом энергии. Эффективность колонн оценивают кпд отдельных ступеней разделения, высотой, эквивалентной теоретической ступени (ВЭТС), либо высотой единицы переноса (ВEП). ВЭТС зависит от гидродинамического режима в колонне и физико-химических свойств экстракционной системы. Высоту (длину) колонны, в которой проводится многоступенчатый процесс, рассчитывают по ф-ле: H = N x ВЭТС(ВЕП), где N - необходимое число ступеней, определяемое, как правило, графически по изотермам экстракции и материальным балансам или с помощью расчетов на ЭВМ.

В пищевой промышленности экстракция применяется для выделения необходимых компонентов, например ароматических, или для удаления нежелательных горьких веществ. Области применения самые различные: получение сахара из сахарной свеклы, получение ароматических веществ и эфирных масел из растительного сырья, получение экстрактов пряностей, экстрактов хмеля, натуральных красителей, удаление спирта из напитков, никотина из табака и кофеина из кофе.

Содержание

Вложенные файлы: 1 файл

реферат по ПиА.doc

Список использованной литературы ………………………………………………………..…16

Одним из перспективных методов разделения и концентрирования является экстракция . Давно известно, что многие вещества распределяются между двумя несмешивающимися жидкостями, причем характер разделения в известной степени зависит от растворимости веществ в индивидуальных фазах. Использование этого явления для разделения и очистки веществ стало одним из основных методов в органической химии. Долгое время в области неорганической химии экстракцией интересовались мало. Поэтому экстракцию принято считать относительно молодым методом. Одним из первых широкомасштабных проектов внедренных в мире было использование сверхкритической экстракции. Технология сверхкритической экстракции находит свое применение для извлечения из растительного сырья алкалоидов

Для многих областей применения экстракция является более эффективной, более избирательной и менее затратной альтернативой конкурентным методам разделения, таким как дистилляция, выпаривание и мембранная технология. Экстракция определяется как процесс извлечения одного или нескольких веществ из другого вещества.

1 Общие сведения

В экстрактор загружаются исходный раствор, содержащий распределяемое вещество или вещества, и растворитель. Жидкость используемая для извлечения компонентов, называется экстрагентом. Массообмен между фазами протекает при их непосредственном контакте. Полученная в результате экстракции жидкая смесь поступает в разделитель, где разделяется на экстракт – раствор экстрагированных веществ в экстрагенте и рафинат – остаточный раствор, из которого экстрагированы извлекаемые компоненты. Разделение смеси на экстракт и рафинат происходит в результате отстаивания или сепарирования.

Процесс экстракции проводят в аппаратах различной конструкции – экстракторах.

Экстракцию широко используют для извлечения ценных продуктов из разбавленных растворов, а так же для получения концентрированных растворов.

Основное преимущество экстракции – низкая рабочая температура процесса, что позволяет разделять жидкие смеси термолабильных веществ, например антибиотиков, разлагающихся при повышенных температурах.

Во многих случаях экстракцию применяют в сочетании с ректификацией. Поскольку расход теплоты на ректификацию уменьшается с увеличением концентрации исходного раствора, предварительное концентрирование раствора экстракцией позволяет сократить расход теплоты на разделение исходной смеси.

Физические основы процесса

Равновесие в процессах экстракции характеризуется коэффициентом распределения φ, который равен соотношению равновесных концентраций экстрагируемого вещества в обеих жидких фазах – в экстракте и рафинате. Коэффициент распределения, как правило, в промышленных системах определяют экспериментальным путем.

Кинетические закономерности процесса экстракции описывают основными законами массопередачи.

Для увеличения площади поверхности фазового контакта одну из фаз диспергируют в виде капель в другой сплошной фазе. Площадь поверхности фазового контакта определяется задержкой дисперсной фазы в экстракторе и средним поверхностно-объемным диаметром капель. Распределяемое вещество диффундирует из сплошной фазы к поверхности капель, а затем внутрь капли либо, наоборот, из капли через поверхность раздела фаз сплошную фазу.

Массопередача внутри капель осуществляется молекулярной и конвективной диффузией. Конвеция внутри капель возникает благодаря циркуляии жидкости. Форма и размер капель в процессе экстракции многократно меняются в результате диспергирования и коалесценции. При этом происходит обновление поверхности межфазового контакта. Для описания массопередачи в процессах экстракции пользуются вторым законом Фика.

Выщелачивание (частный случай экстракции) – это извлечение из твердого тела одного или нескольких веществ при помощи растворителя, обладающего избирательной способностью.

В пищевой промышленности выщелачиванием обрабатывают каппилярно-пористые тела растительного или животного происхождения.

Экстрагирование существенно отличается от экстракции жидкостной, которая протекает в гетерогенной системе жидкость - жидкость. При экстрагировании размеры твердых тел задаются предшествующими операциями (измельчение).

Различают два принципиально разных способа извлечения: экстрагирование растворенного вещества и экстрагирование твердого вещества. В случае экстрагирования растворенного вещества пористый объем твердого тела заполнен раствором целевого компонента, который при извлечении диффундирует за пределы пористого тела в экстрагент. Классический пример - извлечение сахара из свекловичной стружки при ее обработке горячей водой. Экстрагирование твердого вещества происходит, если целевой компонент, заполняющий пористый объем твердого тела, находится в твердом состоянии. При обработке твердого тела экстрагентом диффузионной стадии предшествует стадия растворения целевого компонента. В обоих случаях пористый инертный скелет либо остается в неизмененном виде, либо подвергается определенным изменениям.

К основным стадиям экстрагирования относят: подготовку сырья и экстрагента (очистка и измельчение сырья, нагревание растворителя); непосредственное контактирование твердой и жидкой фаз в аппарате, называемом экстрактором; разделение системы твердая фаза - раствор (отстаивание, фильтрование, центрифугирование).

Физические основы процесса

В соответствии со вторым началом термодинамики при взаимодействии твердой и жидкой фаз их состояние изменяется в направлении достижения равновесия, которое характеризуется равенством химических потенциалов извлекаемого вещества в объеме твердого тела и в основной массе экстрагента. При извлечении растворенного вещества это равносильно равенству его концентраций в обеих фазах; условие нарушается, если целевой компонент адсорбируется твердой фазой, тогда равновесие определяется изотермой адсорбции. При извлечении твердого вещества равновесие обусловлено растворимостью целевого компонента, находящегося в контакте с экстрагентом, при полном же извлечении твердого компонента его концентрации в основной массе раствора и в пористом объеме выравниваются.

Кинетически экстрагирование подчиняется законам массообмена, конвективной и молекулярной диффузии, а также законам переноса извлекаемого вещества из твердой фазы в жидкую. Движущая сила переноса целевого компонента - разность его химических потенциалов в фазах. На практике для упрощения связи между скоростью процесса и составом материальных потоков движущую силу экстрагирования выражают через переменный во времени градиент концентраций извлекаемого вещества в фазах.

В настоящее время, экстракция как метод аналититической химии отличается высокой избирательностью, простотой проведения, универсальностью (возможно выделить практически любой элемент), совместимостью с разными методами определения. Достоинствами эктракции являются низкие рабочие температуры, рентабельность извлечения веществ из разбавленных растворов, возможность разделения смесей, состоящих из близкокипящих компонентов, и азеотропных смесей, возможность сочетания с другими технологическими процессами (ректификацией, кристаллизацией), простота аппаратуры и доступность её автоматизации.

Содержание

Введение…………………………………………………………………………. 3
Основные количественные характеристики процессов экстракции…………..4
Влияние различных факторов на экстракцию ………………………. 7
Кинетика экстракции………..……………………………………………………9
Требования, предъявляемые к органическим растворителям для экстракции. 10
Способы организации процесса экстракции. ………………………………. 13
Заключение ………..…………………………………………………………….14
Список литературы…………………………………………………………. ….15

Работа содержит 1 файл

экстракция.doc

Высаливание является фактором, понижающим растворимость веществ в воде и повышающим их экстрагируемость органическими растворителями из водных растворов .

Высаливающее действие электролитов зависит от природы и свойств высаливаемого вещества , от природы и свойств высаливателя, его концентрации и радиуса ионов . Ионы высаливателя с малым радиусом имеют большую плотность заряда, чем ионы с большим радиусом, следовательно, они гидратируются лучше, чем ионы с большим радиусом. В связи с этим высаливающее действие ионов с малым радиусом большее, чем высаливающее действие крупных ионов ..

Установлено, что высаливающим действием обладают и некоторые хорошо растворимые в воде неэлектролиты. Так, например, этиловый спирт хорошо высаливает уксусную кислоту из ее водных растворов при экстракции этой кислоты этилацетатом .

Вещества , проявляющие свойства всаливателей, применяются для повышения растворимости слаборастворимых веществ в воде . Известно несколько теорий, объясняющих процесс всаливания. Согласно одной из них, всаливание объясняется химическим взаимодействием всаливателей и всаливающихся веществ в экстракционных системах. В результате этого могут образовываться соединения или комплексы, хорошо растворимые в воде , которые не экстрагируются органическими растворителями .. Также влияют на экстракцию использование маскирующих реагентов, присутствие посторонних компонентов(могут наблшюдаться подавпение экстракции или соэкстракция).

Кинетика экстракции .

Экстракция жидкостная, как и любой реальный процесс, протекает во времени. Кинетически экстракция жидкостная представляет собой массообмен, сопровождающийся разнообразными физико-химическими процессами, происходящими на межфазной границе, в прилегающих к ней слоях и в объемах фаз. Скорость экстракции , или количество вещества, переходящего в единицу времени из одной фазы в другую, определяется по формуле:

V = KF D C

где К - коэффициент массопередачи; F - площадь межфазной поверхности; D C – разница концентраций. Если параметры v, F и D C известны, то можно найти значение плотности межфазного потока (j), коэффициент массопередачи и обратную ему величину – так называемое сопротивление массопередаче (R_м):

J = v/F = K D C =R_м D C

В зависимости от природы R_м или, иными словами, в зависимости от того, каким конкретно процессом (хим. реакцией или диффузией ) лимитируется скорость извлечения вещества, могут быть предложены различные способы воздействия на скорость экстракции . Возможны два основных пути ее регулирования:
1) введением в экстракционную систему механической энергии, затрачиваемой на принудитительное перемешивание и диспергирование фаз с целью увеличения поверхности их контакта и коэффициента массоотдачи в фазах;

2) воздействием на скорость химических реакций и межфазных физизико-химимических процессов.
В химической технологии в качестве главного фактора интенсификации жидкостной экстракции используют первый путь, так как обычно скорость экстракции лимитируется диффузией . Однако необходимо учитывать, что возрастание межфазной поверхности и коэффициента массоотдачи в фазах становится все менее заметным по мере увеличения интенсивности принудит. перемешивания . Поэтому попытки дальнейшего ускорения экстракции за счет дополнительных затрат
механической энергии могут оказаться неэффективными. Кроме того, при интенсивных режимах перемешивания возможно снижение скорости разделения фаз на последующих стадиях процесса. Если скорость извлечения вещества ограничена скоростью медленных химических реакций в фазах, то при прочих равных условиях скорость экстракции не зависит от размера межфазной поверхности. Интенсификация экстракционного процесса возможна лишь за счет ускорения самих реакций.
В подавляющем большинстве экстракционных систем, особенно при интенсивном перемешивании , сопротивление массопердаче R_м сосредоточено в межфазной области. Это означает, что все действующие в ней факторы будут оказывать влияние на коэффициент массопередачи. К числу таких факторов относятся: межфазные реакции между экстрагентом и извлекаемым вешеством; блокировка межфазной поверхности в результате аккумуляции на ней труднорастворимых продуктов реакций, микрокапель, твердых частиц или, другими словами, вследствие образования в межфазной области конденсирированных межфазных пленок и зон микрогетерогенности ; влияние процессов адсорбции - десорбции и двойного электричического слоя; самопроизвольная межфазная конвекция из-за нарушения гидродинамической стабильности границы раздела фаз (эффект Марангони).
Знание закономерностей кинетики процесса и информация о коэффициенте массопередачи необходимы для расчетов экстракционной аппаратуры и определения путей интенсификации жидкостной экстракции .

Требования, предъявляемые к органическим растворителям для экстракции

1. Органический растворитель должен хорошо извлекать исследуемое вещество из водной фазы.

2. Желательно, чтобы применяемый растворитель был избирательным или селективным. Он должен извлекать из растворов только одно вещество или группу родственных соединений.

3. Растворитель должен иметь незначительную растворимость в воде , а вода не должна заметно растворяться в этом растворителе .

При использовании для экстракции органических растворителей , растворяющихся в воде или растворяющих воду , конечные объемы фаз после взбалтывания не будут равны начальным объемам этих фаз. Это может быть источником ошибок при расчетах константы и коэффициента распределения, а также при вычислении степени экстракции . Чтобы исключить возможные ошибки при расчетах, органический растворитель насыщают водой , а воду — органическим растворителем . Только после этого производят экстракцию .

4. Органический растворитель по возможности не должен быть низкокипящим. Температура кипения растворителя должна быть выше 50 °С. Низкокипящие органические растворители даже при комнатной температуре быстро улетучиваются. Поэтому при экстракции их объемы уменьшаются, а концентрация экстрагированных веществ в этих растворителях увеличивается. Это может быть одним из источников ошибок при расчетах константы или коэффициента распределения экстрагируемого вещества . Однако низкая температура кипения органических растворителей является положительным фактором с точки зрения регенерации их после экстракции .

5. Плотность органических растворителей по возможности должна отличаться от плотности воды и водных растворов . При большой разности плотностей указанных жидкостей разделение фаз происходит быстро.

6. Растворители не должны быть огнеопасными или ядовитыми. Есть и некоторые другие требования, предъявляемые к растворителям

В связи с этим под экстрагентом стали понимать органический растворитель( в индивидуальном состоянии или содержащий какие-либо реагены), который извлекает вещество из водной фазы, а составную часть экстрагента, реагирующиющую с извлекаемым веществом называют реагентом.

Экстракция органических кислот .

Недиссоциированные молекулы органических кислот в водных растворах являются электронейтральными и слабо гидратируются молекулами воды . При контакте водных растворов с органическими растворителями электронейтральные молекулы кислоты легко сольватируются, и поэтому переходят в слой органического растворителя .

Ионы , образующиеся в водных растворах при диссоциации слабых кислот , имеют соответствующие заряды, и поэтому легко гидратируются диполями воды . Связь молекул воды с ионами кислоты относительно прочная. Поэтому такие ионы слабо сольватируются молекулами органических растворителей и не экстрагируются органическими растворителями из водных растворов .

Изменение концентрации водородных ионов в водной фазе приводит к относительному увеличению или уменьшению количества недиссоциированных молекул , а следовательно, и к изменению экстрагируемости кислоты .

С повышением рН увеличивается диссоциация кислоты в растворе , что приводит к уменьшению ее недиссоциированных молекул . В результате этого понижается экстрагируемость слабой кислоты органическими растворителями из таких растворов .

С понижением рН в водном растворе увеличивается число молекул недиссоциированной кислоты , а следовательно, возрастает ее экстрагируемость органическими растворителями . При значительном повышении концентрации водородных ионов в водном растворе слабую кислоту практически полностью можно перевести в недиссоциированное состояние и этим повысить ее экстрагируемость.

Экстракция органических оснований .

Многие органические основания , к числу которых относятся алкалоиды и их многочисленные синтетические аналоги, являются фармацевтическими препаратами. Эти основания в нейтральной среде находятся в недиссоциированном состоянии. При действии кислот на органические основания образуются их соли , которые в водных растворах диссоциируют на ионы .

Функция "чтения" служит для ознакомления с работой. Разметка, таблицы и картинки документа могут отображаться неверно или не в полном объёме!

Министерство транспорта Российской Федерации

Федеральное агентство железнодорожного транспорта

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

студентка 992 группы

Общая характеристика экстракционного метода разделения и концентрирования………………………………4

Теоретические основы экстракции и типы экстракционных систем. ……………………………………. 5

Условия экстракции вещества ……………………………….8

Экстракция как химическая реакция (основные законы и количественные характеристики)…………………………..9

Классификация экстракционных процессов.………………11

Возможности практического использования экстракции.…………………………………………………….13

Проблема разделения смесей и выделения в чистом виде индивидуальных химических соединений имеет огромное значение. Интерес к этой проблеме особенно возрос в связи с потребностями металлургии цветных и редких металлов, полупроводниковой техники и атомной промышленности. Развитие методов разделения и очистки веществ стимулируется потребностями нефтяной, химической и фармацевтической промышленности. Одним из перспективных методов разделения смесей является экстракция. Давно известно, что многие вещества распределяются между двумя несмешивающимися жидкостями, причем характер разделения в известной степени зависит от растворимости веществ в индивидуальных фазах. Использование этого явления для разделения и очистки веществ стало одним из основных методов в органической химии. Долгое время в области неорганической химии экстракцией интересовались мало. Поэтому экстракцию принято считать относительно молодым методом. Это в значительной мере оправданно, особенно если принять во внимание, что наиболее мощный толчок развитие экстракции получило только в середине нынешнего столетия в связи с работами в области ядерной технологии.

Значение экстракционных методов неизменно возрастает в технологии цветных и рассеянных элементов в связи с вовлечением в переработку бедного сырья. Другой важной областью применения экстракции является переработка вторичного сырья, особенно неметаллургических отраслей. Экстракционные методы являются основными методами переработки сырья в атомной промышленности. Химия экстракции неорганических веществ чрезвычайно богата и разнообразна. Это обусловлено широким набором неводных сред (разбавителей) и экстрагентов различных принципов действия (координационного, ионнообменного, синергического), в значительной степени определяющихся

Реферат на тему экстракция

Прикрепленные файлы: 1 файл

Жидкостная экстракция.docx

Содержание

Вложенные файлы: 1 файл

реферат по ПиА.doc

Содержание

Работа содержит 1 файл

экстракция.doc

Требования, предъявляемые к органическим растворителям для экстракции

Похожие работы