Экстракция әдісімен бөлу және концентрлеу


Экстракция - бөлу және концентрлеудің физика-химиялық әдістеріне жатады, аналитикалық химияда жиі пайдаланады.

Экстракциялау үшін көбінесе заттың сулы ерітіндісін және органикалық еріткіш пайдаланады. Кейде органикалық еріткіш орнына органикалық зат балқымасын пайдалануға да болады. Мысалы: нафталин, дифенил т.б. заттардың. Көбінесе органикалық еріткіштің көлемі аз болады, сондықтан экстракциялау кезінде концентрлеу де жүреді.

Органикалық фаза немесе органикалық еріткіш экстрагент деп аталады. Экстракциялаушы реагент деп ионмен реакцияға түсіп, онымен қосылыс түзіп, сол қосылысы органикалық фазаға өтетін затты атайды.

Экстракт деп анықталатын заты бар органикалық фазаны айтады.

Кейде органикалық фазадағы затты сулы фазаға қайта ауыстыру қажет болады. Бұл процесс реэкстракция деп аталады, реэкстракцияны жүргізу үшін қосылатын затты реэкстрагент деп атайды. Көбінесе реэкстрагент ретінде қышқыл, сілті пайдаланады.

Экстракция екі заңға бағынады:

1. Нернсттің таралу заңына;

2. Массалар әсерлесу заңына.

Экстракцияны сипаттау үшін таралу коэффициентін қолданған жөн:

D = CAоргАсу

Мұндағы D - таралу коэффициенті;

С - жалпы концентрация.

Экстракция тиімділігін экстракциялау дәрежесі немесе бөліп шығару факторы сипаттайды:

R= (QAорг /(QAорг+QAсу)) •100%

QAорг= САорг•Vорг

QAсу= САсу•Vсу

V- фазалар көлемі.

Егер фазалар көлемі бірдей болса, Vорг =Vсу, онда мынандай тәуелділік пайда болады:

R= 100•D/ D+1; D=R/100-R

Экстракция толық жүру үшін R>99% болуы керек. Егер одан төмен болса, экстракцияны бірнеше сатыда қайталайды.

Бөлу тиімділігін бөлу дәрежесі деген шама сипаттайды:

αA/B= DA/DB

Сонымен қоса, кейде экстракциялау константасын (Кэкс) есептейді, бұл - таралу реакциясының тепе-теңдік константасы.

Экстракция процессі толық жүру үшін, келесі шарттар орындалуы керек:

1. Экстракцияланатын қосылыс суға қарағанда органикалық еріткіште жақсы еруі керек

2. Экстракцияланатын қосылыстың молекулалары неғұрлым ірі болуы керек

3. Экстракцияланатын қосылыстың молекуласында гидрофильді топтар (ОН-; СООН сияқты) болмауы керек.

Экстракциялық процессті үш түрлі жіктейді:

1. Экстрагенттің табиғаты мен қасиеті бойынша;

2. Экстракцияланатын қосылыстың түрі бойынша;

3. Экстракцияны орындау жолы бойынша.

Экстракция қоспаларды бөлу үшін кеңінен пайдаланады. Тиімді бөлу үшін талғамды экстрагенттер қажет.

Бөлу және концентрлеу әдісі ретінде экстракцияның артықшылықтары мынадай:

1. Тиімділігі жоғары. Қосарласа тұндыру кезінде фазалардың бөліну беті үлкен болады, қосарласа тұну міндетті түрде жүреді. Экстракция кезінде бөліну беті үлкен емес, алайда, қосарласа тұну сияқты қосарласа экстракциялану құбылысы болады, бірақ сирек кездеседі, өте аз дәрежеде жүреді.

2. Универсалды, қарапайым орындалатын және жылдам әдіс, кез-келген зат үшін экстракция жағдайын табуға болады. Экстракциялау үшін бөлгіш воронка болса жеткілікті, бөлу 3-5 минут ішінде жүреді;

3. Алынған экстрактты сандық анализ үшін пайдалануға болады;

4. Таралу коэффициентін рН-қа, концентрацияға тәуелді өлшеу арқылы экстракция кезінде түзілетін комплекстің құрамын және тұрақтылық константасын есептеуге болады.