Потенциометрлік анализ

180 
5. CҰЙЫҚТЫҚ ЭКСТРАКЦИЯ 
 
 
5.1. Әдістің жалпы сипаттамасы
мен іс жүзінде қолданылуы 
Сұйық экстракция – ерітінді компонеттерін бір фазадан 
екіншісіне ауыстыру арқылы бөліп алуға негізделген, заттарды 
эффективті бөлу әдістерінің бірі. Екі араласпайтын фазаларда 
әдетте біреуі – сулы орта, екіншісі – органикалық ортада заттар-
дың таралуы қайтымды процесс болып табылады. 
Екі фазада да бірдей молекулалық формада болатын ионды 
емес зат үшін А затының тепе-теңдік таралуын
А
(су)
↔А
(орг.фаза)
теңдеуімен сипаттауға болады. 
Онда А затының таралу константасы K
D
оның екі фазадағы 
концентрациясының функциясы болып табылады: 
K
D 
= [A]
орг
/ [A]
c
,
мұндағы [A]
орг 
және [A]
c 
– А затының органикалық және су фаза-
сындағы тепе-теңдік концентрациясы. 
Көптеген жағдайларда K
D 
шамасы жуықтап алғандағы А за-
тының органикалық және су фазасындағы ерігіштіктерінің 
қатынасына тең. Іс жүзінде молекулалардың полимеризациясы 
болмаған жағдайдағы зарядталмаған комплексті қосылыс MeL
n
молекуласының экстракциясы маңызды болып табылады: 
MeL
n
(су)↔ MeL
n
(орг.фаза); K
D,C
= [MeL
n
]
орг
/ [MeL
n
]
c
, 
НL
n
(су)↔ НL
n
(орг.фаза); K
D 
= [HL
n
]
орг
/ [HL
n
]
c
, 
мұндағы НL
n 
– протондалған лиганд молекуласы. 
А затының таралу коэффициенті (D): 
D = C
A
(орг.фаза)/C
A
(су), 

181 
мұндағы C
A
(орг.фаза) және C
A
(су) – А затының органикалық 
және су фазасындағы аналитикалық концентрациялары. 
А затының аналитикалық концентрациясы дегеніміз – сти-
хиометрияны есепке алғандағы ерітіндідегі А затының барлық 
формалары концентрациясының қосындысы. 
Мысалы, егер су фазасында A, HA, MeA, MeA
2
, онда: 
C
A 
= [ A]+[ HA]+[ MeA]+2[MeA
2
]. 
Таралу коэффициенті ерітіндідегі компонеттер концен- 
трациясына тәуелсіз, тұрақты шама болып табылмайды. Мысалы, 
K
D
-дан өзгеше D су фазасының рН-на, лиганд концентрациясына 
және т.б. байланысты. 
Егер затымыз екі фазада да агрегацияланатын немесе ассоци-
ацияланатын болса, онда тепе-теңдік таралуды келесі түрде көр-
сетуге болады: 
n(A
m
)
с
↔ m(A
m
)
орг
, 
онда 
D = C
m
A
(орг.фаза)/ C
n
A
(су). 
Практикалық мақсатта заттың бөліп алу R дәрежесі немесе 
экстракция пайызы шамалары маңызды сипаттама болып табы-
лады. Бөліп алу дәрежесі берілген жағдайда органикалық фаза-
ның V
орг
көлемімен экстракцияланатын су фазасының V
c
көле-
міндегі заттың үлесі: 
𝑅 =
[𝑀𝑒𝐿𝑛]орг
𝐶(𝑀𝑒𝐿𝑛)
∙ 100 ≈
𝐷 ∙ 100%
𝐷+𝑉
𝐶
/𝑉
орг
, 
мұндағы С(МеL
n
) – су фазасындағы МеL
n 
комплексінің бастапқы 
концентрациясы; V
c 
және V
орг 
– су және органикалық фаза көлем-
дері. 
V
c 
= V
орг 
болғанда: 

182 
𝑅 =
𝐷
𝐷 + 1
∙ 100%.
Me
+n
металл иондарын НL органикалық реагентімен МеL
n
түрінде экстракциялау келесі сызбамен өрнектеледі: 
Me
+n 
c 
+n(HL)
орг
↔( МеL
n
)
орг
+ nH
+
,
онда экстракциялау кезіндегі тепе-теңдік константасы K
ex
: 
𝐾
𝑒𝑥
=
[𝑀𝑒𝐿
𝑛
]
орг
[𝐻
+
]
𝑛
[𝑀𝑒
+ 𝑛
]
с
[𝐻𝐿]
орг
𝑛
. 
МеL
n
экстракциясы кезіндегі таралу коэффициентін келесі 
түрде есептейді: 
𝐷 =
[𝑀𝑒𝐿
𝑛
]
орг
[𝑀𝑒
+ 𝑛
]
су
+ [𝑀𝑒𝐿
𝑛
]
с
=
𝐾
𝐷,𝐴
(𝑀𝑒𝐿
𝑛
)
[(1 +
[𝑀𝑒
+ 𝑛
]
В
[𝑀𝑒𝐿
𝑛
]
В
)]
.
Егер [МеL
n
]
орг
/[Me
+n
]
B
қатынасын D коэффициентіне тең деп 
алсақ, онда: 
𝐾
𝑒𝑥
= 𝐷
[𝐻
+
]
𝐵
𝑛
[𝐻𝐿]
орг
𝑛
,
бұдан
𝐷 = 𝐾
𝑒𝑥
[𝐻𝐿]
орг
𝑛
[𝐻
+
]
𝐵
𝑛
,
LgD = lg K
ex 
+ npH + nlg[HL]
орг
,
яғни HL реагентінің тұрақты концентрациясында металл ионы-
ның екі араласпайтын фазадағы таралуы ерітінді рН жоғары бол-
ған сайын артады. lgD рН-қа байланысты тәуелділігі n бұрышты 
түзу сызық болып табылады. Мұндай жағдайларда рН-ты бар бір-
лікке арттыру таралу эффективтілігін бір зарядты металл ионда-
ры үшін – 10 есе, екі зарядты – 100 есе, үш зарядты – 1000 есе 
және т.с.с. жоғарылатады. 

183 
Экстракция бөлу мен концентрлеудің аса эффективті әдісі 
болып табылады, әсіресе, қоспаның микрокомпонентін басқа 
заттардан көптеген мөлшерінен бөлген кезде. Экстракциялық 
әдістердің маңызды артықшылығы – олардың жылдамдығында. 
Бөлуді жүргізу үшін әдетте бірнеше минут қана жеткілікті және
бөлгіш воронкадан басқа ешқандай аппарат қажет емес. Экс-
тракциялық реагенттер мен еріткіштердің көптігі қандай да бір 
компоненттің кез келген қоспадан селективті бөлінуінің опти-
малды жағдайын таңдауға мүмкіндік береді. Көп жағдайларда 
эктракцияланған қосылыс боялған, бұл микрокомпоненттерді 
сандық фотометрлік анықтау үшін экстрактіні тікелей пайдала-
нуға мүмкіндік береді. Сонымен қатар экстракционды әдістер 
түсті және басқа металдардың технологиясында эффективті қол-
данылатыны белгілі.
Микрокомпоненттер талдауындағы ірі жетістіктерге әлі күн-
ге дейін қарқынды дамып, жетіліп жатқан экстракциялық әдістер-
дің арқасында қол жеткізілген.

жүктеу/скачать 3,21 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: