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第二节 萃取过程的化学原理
2.1分配平衡
（1）分配定律 原理：组分在两不互相混溶的液相中进行分配。符合
能斯特定律。能斯特分配平衡常数λ，能斯特热力学分配 平衡常数λФ。
M (2 )/M ( 1 ) ex (1 p 2 [ )/R () T ]
为活度，为标准化学位
M ( 2 )/M ( 1 ) [ M 2 ] 2 /M ( 1 ] [ 1 ) 1 /1
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在欲分离的液体混合物中加入一种与其不溶或部分互溶 的液体溶剂，经过充分混合，利用混合液中各组分在溶剂中 溶解度的差异而实现分离的一种单元操作。此外还存在组分 与溶剂之间的配合反应而分离。
溶质 A ： 混合液中欲分离的组分
稀释剂（原溶剂）B： 混合液中的溶剂，作用是使萃合常数 发生变化 ，使分配比发生变化。
[Th4 ] [Th(NO3 )3 ] [Th(NO3 )22 ] [Th(NO3 )3 ] [Th(NO3 )4 ] [Th(NO3 )62 ]
能斯特分配平衡常数：
[Th(NO3)4]
Th(NO3)4 [Th(NO3)4]
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例：在HCl介质中，用乙醚萃取Ga时，D = 18，若萃 取Ga时V水 = V有，则Ga的q = ?
DCT [M 1][M 2]...[M n] CT [M 1][M 2]...[M n]
分配比D与能斯特分配平衡常数 是有区别的 。
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分配比受能斯特分配平衡常数的支配，能斯特分配平衡 常数难以测定，而分配比容易测定。
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（2）萃取过程的参数 ①分配比D（分配系数）：被萃取物在有机相与水相总浓 度之比。
若萃取物A在两相中并不仅以某一型体存在，如发生了解 离、缔合等副反应，导致A在两相中以多种型体存在，则用分 配比D来表示两相中的分配情况。
分配平衡时，A在有机相中的各种型体的总浓度CA(有)与在 水相中的各种型体的总浓度CA(水)的比值称为分配比，用D表示。
为能斯特热力学分衡配常平数 为能斯特分配平衡常数
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(2)能斯特分配平衡常数
1891年，Nernst发现了分配定律：“在一定温度下，当某
一物质在两种互不混溶的溶剂中分配达到平衡时，则该物质在
两相中的浓度之比为一常数。”即：
第五章 溶剂萃取
第一节 概述
1.1基本概念
萃取:使含有萃取剂的有机相与含有欲被提取的金属离 子的水溶液在一个接触器中充分混合，此时发生化学反应, 被萃取的金属离子与萃取剂生成萃合物而进入有机相,澄清 后分离液相。此外被萃取金属离子在互不相溶的两相中分 配差异的不同进行萃取，故萃取既可化学过程也可物理过
①相似性原则：结构相似的溶剂容易互相混溶。
②分子间的相互作用与溶剂的互溶性：两种溶剂混合生成 氢键的数目大于混合前氢键的数目和强度则有利于混溶。
（3）常用萃取剂及其分类
①含氧萃取剂；②含磷萃取剂；③含氮萃取剂；④含硫萃 取剂。
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萃取剂S：所选用的溶剂
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•加料 •混合 •分相 •排除 •纯化和回收
混合液 A+B
萃取相 (S+A+B)
搅拌
萃取剂 (溶剂S)
萃余相 (B+A+S)
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例：用TBP从硝酸溶液中萃取，钍因时钍在硝酸溶液能中有可 Th4、Th(NO3)3、Th(NO3)22、Th(NO3)3、Th(NO3)4、Th(NO3)62 各种形态存在时，仅而中仅性分T子h(NO3)4能被萃取。求钍的分配 比和能斯特分配平数衡。常 分配比（分配系数）：
DTh
CT CT
[Th(NO3)4]
A水 A有
能斯特分配平衡 常 [A数 ]有 [A]水
能斯特分配平衡常数大的物质，绝大部分进入有机相，能斯 特分配平衡常数小的物质，仍留在水相中，据此可将物质彼此 分离。上式称为分配定律，它是溶剂萃取的基本原理。
前提：A在两相中仅以一种型体存在
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洗涤：也叫萃洗，负载金属离子的有机相因含少量杂 质金属离子，需要用水进行洗涤使其进入水相。
反萃取：也叫反萃，经洗涤净化后的负载有机相在第 三个接触器中与合适的水溶液接触，使被萃金属离子进入 水相并送往后续提取单元过程的处理。
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萃取相（轻相） 萃余相（重相）
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操作的一般过程
萃取 – 洗涤 – 反萃取
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1.2溶剂及其互溶规则
为研究各溶剂间的互溶规律，可根据溶剂分子之间形
成的氢键的能力将溶剂分类。
（1）溶剂分类：N型溶剂（惰性溶剂）；A型溶解（受电 子溶剂） ；B型溶剂（给电子溶剂） ；9:22
②萃取率q：被萃取物进入有机相中的量占萃取前料液中 被萃取物总量的百分数。
q CTV 10% 0
CT
10% 0 CT
10% 0
CTVCTV
CT CT(V/V)
CT CT(1/R)
D 10% 0 D1/R
其R 中 称为相比，积 即和 有水 机相 相体 体积之比。
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