Экстракция. Экстракциялық әдістер теориясы, таралу заңдары

концентрациясының екінші фазадағы оның жалпы концентрациясына 
қатынасымен анықталады: 
Кейбір жағдайда екі фазада да экстракциямен қоса ассоциация немесе 
диссоциация жүруі мүмкін. 
Экстракцияланатын компоненттер 
жүйеде 
екі қабатта да екі немесе бірнеше химиялық күйде болып, бірнеше тепе-
теңдік түзуі мүмкін. Бұл жағдайда үлестірілу (таралу) коэффициентінің 
шамасы күрделі теңдікпен анықталады. 
Мысал 
ретінде құмырсқа 
қышқылын 
бензолмен экстракциялау процесін қарастыруға болады. 
Органикалық ортада құмырсқа қышқылы димерленеді (ионданбай): 
НСООН+НСООН↔️(НСООН)
2
Ал су ерітіндісінде ионданады: 
НСООН↔️Н
+
+НСОО 
Бұл жүйенің үлестірілу константасы: 
Ал үлестірілу коэффициенті мына теңдеумен анықталады: 
Үлестірілу коэффициенті Д
с
-бұл заттың органикалық қабаттағы жалпы 
концентрациясының су фазасындағы қосылыстың жалпы аналитикалық 
концентрациясының қатынасымен анықталады. Көрсетілген мысалдар 
үлестірілу коэффициенті Д
с
НСООН органикалық қабаттағы концентрациясы 
мен су ерітіндісіндегі барлық бөлшектер арасындағы қатынасты сипаттайды. 
Көрсетілген 
қатынастар 
тек концентрациялардың 
қатынасын 
сипаттайды, бірақ органикалық қабат және су фазасының көлемін 
ескермейді. Сондықтан экстракция процесін толық сипаттамайды; 
Сонымен 
қатар экстракцияны 
орындаған кезде су 
ерітіндісінен экстракциялау үшін органикалық еріткіштің көлемін және 
экстракцияны қанша рет қайталау қажеттігін есептеуге тура келеді. 
Сондықтан тағы бір ұғым енгізілген: ол экстракция дәрежесі (R%) 
немесе үлестірілу (таралу) факторы.
Бөлу факторы а<0,01 немесе а>100 болса А мен В бір-бірінен, яғни екі 
затты, бірден толық бөліп алуға болады. 
Экстракция толық жүруі үшін мына шарттарды орындау қажет: 
1.Экстракцияланатын қосылыс органикалық қабатта су фазасына қара
ғанда жақсы еруі тиіс. 
2. Экстракциялайтын қосылыстың заряды болмауы керек. 
3. Экстракциялайтын молекулалардың көлемі үлкен болуы қажет. 
4.Экстракциялайтын қосылыстың құрамында гидрофильді тонтар бол
мауы керек (ОН , СООН
-
). 
5. Экстракциялау механизімінің түрлері Физикалық үлестірілудің 
(таралудың) 
механизмі. 
Бұл 
механизм
бойынша
коваленттік
байланыс
арқылы 
түзілген бейорганикалық қосылыстар еріткіштердің біреуінде әрекеттесіп 
экстракцияланады. 
Екі 
фаза 
арасында 
мұндай 
қосылыстың 
үлестірілуі-
физикалық құбылысқа жатады, яғни Ван-дер-Ваальс күші арқылы 
экстракцияланады. Мысал ретінде Вr
2
, I
2
, HgCI
2
, Hgl
2
, AsCI
3
, AsBr
3
, GeCI
4
т.б. 
хлороформмен, 
төрт 
хлорлы 
кәміртегімен 
т.б. 
экстрагенттермен 
экстракциясын қарастыруға болады. 
Солъваттық механизм. 
Бұл 
механизм 
бойынша 
экстрагентпен 
сольваттар түзетін қосылыстар экстракцияланады. Мысал ретінде NО
3
-
, Br
-
, 
SCN
-
, СІО
4
-
үшбутилфосфатпен экстракциялануды келтіруге болады. 

Гидрат-солъваттық механизм. Бұл механизм бойынша комплексті 
металлқышқылдары және минералды қышқылдар экстракцияланады. 
Экстрагент ретінде протонданатын еріткіштер қолданылады. Бұларға 
спирттер, кетондар, күрделі және жай эфирлер жатады. Экстракцияланатын 
қосылыс катион бөлшегінен тұрады (гидратталған және сольваттанған 
протоннан) немесе аниондық бөлшектен (қышқыл анионынан). Бұл 
механизммен Fe (III), Sb (III,V), Au (III) т.б. жоғары концентрациялы тұз 
қышқылы ерітінділерінен экстракцияланады. 
Иондық ассоциаттарды экстракциялау (иондық жұптар). Бұл әдіспен 
көптеген органикалық еріткіштерде еритін аминдердің аниондармен (МnO
4
-
, 
ReO
4
-
т.б.) жене бояғыштардың күрделі аниондармен [SbCI
6
]
3-
, [Zn(SCN)
4
]
2-
қосылыстары экстракцияланады. 
Ішкі комплексті 
қосылыстардың
көбі 
суда 
нашар ериді, 
бірақ органикалық еріткіштерде жақсы ериді. 
К
әкс
бұл шама экстракцияны дел сипаттайды. Егер су фазасындағы 
комплекстер түрін ескермесе және су ертіндіде металл концентрациясы (М
n+
) 
тең деп есептесе, онда: 
Бұл 
теңдеуден мынадай
қорытынды жасауға болады: 
үлестірілу 
коэффициенті, 
экстракция 
дәрежесі 
органикалық қабаттағы экстракцияланатын қосылыстың мөлшерде, су 
ертіндісінің рН-на тәуелді Хелаттардың экстракциясына рН-тың әсерін 
металл иондарын бөлу үшш пайдаланады. 
Жиі 
пайдаланылатын 
реагенттердің
бірі-
хлороформ ерітіндісіндегі
оксихинолин және 
оның 
туындылары. 
Оксихинолин мен оның туындылары көптеген катиондармен комплексті 
қосылыстар түзеді, мысалы 
АІ
3+
, Ві
3+
, Cu
2+
, Ғе
3+
, Іп
3+
, Ni
2+
, Ве
2+
, Mn
2+
, Pb
2+
, Zn.
2+
т.б. 
Олардың тұрақтылығы
ерітіндінің рН-ына тәуелді, 
сондықтан оксихинолинді сандық және сапалық талдауда жиі пайдаланады. 
Комплекстер валенттілік және координациялық байланыс арқылы түзіледі. 
Олар көбіне түсті, түсі оны сандық жағынан сипаттайды, неғұрдым түсі қою 
да қанық болса, концентрациясы соғұрлым жоғары болады.
Әр элементті түрлі
әдістермен 
экстракциялауға болады. 
Сондықтан экстрагентті 
экстракцияның
жағдайын 
таңдағанда 
алдында қойылған 
мақсаттардың 
шарттарына 
негізделу 
қажет. 
Экстракцияның нақты жағдайын табу үшін тәжірибелік экстракциялық 
қисықтарын сызу қажет. Тәжірибелік экстракциялық қисықтар дегеніміз-бұл 
экстракция дәрежесінің рН-қа немесе лиганд мөлшеріне тәуелділігін 
көрсететін қисық. 

жүктеу/скачать 37,66 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: