13 Екстракция

Лекция 13
Экстракция
доц. Л.В. Вронска
План





Экстракция.
Распределение
вещества
между двумя жидкостями.
Основные количественные характеристики
экстракции.
Типы экстракционных систем.
Основные органические реагенты, которые
используют в методе экстракции.
Использование экстракции в анализе
лекарственных средств.
 Экстракция – процесс переведения
вещества из водной фазы в органическую.
Ав 
Ао
 Процесс переноса растворенного вещества
из одной жидкой фазы в другую, которая с
ней не смешивается или ограниченно
смешивается, называется жидкость –
жидкостным
распределением
или
распределением
между
двумя
жидкостями.
Закон распределения Нернста – Шилова:
 соотношение
концентраций
растворенного вещества в обеих фазах при
постоянной
температуре
является
постоянным
и
не
зависит
от
концентрации растворенного вещества:
D = CAo  CAв
 D – коэффициент распределения остается
постоянным, если отсутствуют процессы:
 диссоциации
ассоциации
 полимеризации
другие превращения
растворенного вещества
 Отношение активности вещества в одной
определенной форме в фазе органического
растворителя к ее активности в водной
фазе называют константой распределения
T
KD

a ( ML n )O
a ( ML n )B
 Коэффициент и константа распределения
связаны с растворимостью вещества
(S A ) O
D
(S A ) B
Основные понятия:







экстракция
экстракционный реагент
экстрагент
разбавитель
экстракт
реэкстракция
реэкстрагент
Условия выбора растворителя, который
используется в качестве экстрагента:
1. Не должен смешиваться с водой.
2. Должен быть селективным.
3. Должен иметь большую емкость
отношению к экстрагируемому веществу.
4. Должен максимально отличаться
плотности от плотности воды.
5. Должен иметь минимальную вязкость.
6. Должен быть недорогим.
7. Не может быть взрывоопасным.
по
по
Классификация экстракционных
процессов:
 периодичная экстракция
 непрерывная экстракция
 противоточная экстракция
Основные количественные характеристики
экстракции

Фактор ( або степень ) извлечения
R = n (A) / n (A)поч

Степень извлечения для однократной
экстракции
D
R
D 1
r
VO
(r 
)
VB
Основные количественные характеристики
экстракции
 Степень извлечения:
для однократной (m) экстракции
Rm  1 
1
( D  r  1)m
 Коэффициент
(фактор)
разделения
ионов
A,
B
равен
отношению
коэффициентов распределения этих ионов
DA

DB
Основные количественные характеристики
экстракции
 Фактор обогащения S
n( B ) o
n( B )
 SB / A ·
n( A ) o
n( A )
S B( A )
RB

RA
Основные количественные характеристики
экстракции
 константа экстракции для процесса
Mn++n(HL)O=(MLn)o+nH+
T
K ex

a ( ML n )o ·a n 
H
a
(Mn )
·a n( HL )
o
Константа экстракции является функцией
от:
 константы
стойкости
комплексного
соединения, которое экстрагируется ()
 константы кислотности экстракционного
реагента, если он образует экстрагируемое
соединение ()
 константы распределения экстракционного
реагента ()
 константы распределения экстрагируемого
комплексного соединения ()
 рН среды (оптимальное)
Типы экстракционных систем
 Галогениды, которые характеризуются наличием
ковалентной связи: HgCl2, HgI2, SbI3, AsBr3, GeCl4,
йод, отдельные оксиды и т. д.
 Внутрикомплексные
соли:
дитизонаты,
диэтилдитиокарбаматы, оксихинолинаты, оксины,
β-дикетонаты, а также ди-(2-этилгексил)-фосфаты
актиноидов, редкоземельных и некоторых других
элементов
 Комплексные металлокислоты: HFeCl4, HІnBr4,
HSbCl6 и др.
Типы экстракционных систем
 Координационно-несольватированные
(а)
и
координационно-сольватированные (б) соли:
а) соли тетрафениларсония, тетрафенилфосфония
б) соединения, которые образуются при экстракции
уранилнитрата и нитрата тория трибутилфосфатом из
нитратнокислых растворов.
 Гетерополисоединения: Фосфора, Арсена, Силиция,
Ванадия, Молибдена, Вольфрама и т. д.
!!!! Найболее широко используют внутри-комплексные
соли, комплексные металлогалогенидные кислоты и
координационно-сольватированные соли.
Основные органические реагенты

8-оксихинолин взаимодействует с более, чем 50
элементами
 Ацетилацетон образует соединения с более,
чем 60 элементами
 Тионилтрифторацетон
используется
для
выделения и разделения актиноидов.
 Дитизон используется для определения Pd, Au,
Hg, Ag, Cu, Bi, Pt, In, Zn, Cd, Co та ін.
!!! Имеет большое значение в токсикологическом
анализе.
 Натрий диэтилдитиокарбаминат реагирует с
несколькими десятками элементов
!!! Имеет большое значение в токсикологическом
анализе
Для повышения селективности
экстракции:
 создают оптимальное рН среды
 используют маскирование (реакции
комплексообразования,
окислениявосстановления, осаждения)
Использование экстракции в анализе
лекарственных средств




Экстракцию проводят для:
разделения элементов
концентрирования примесей
очистки основного компонента от
примесей
в
процессе
получения
субстанций лекарственных веществ
определение основного компонента и
примесей в процессе анализа субстанций
лекарственных веществ и ГЛС
Экстракцию проводят для:
 для
идентификации
и
количественного
определения действующих веществ или веществмаркеров в процессе анализа лекарственных
препаратов растительного происхождения
 повышение чувствительности и селективности
реакций
 изучение констант стийкости комплексных
соединений
 изучение состояния вещества в растворе (заряд,
степень полимеризации)
 получение экстрактов, настоек, ферментных
препаратов, антибиотиков, новогаленовых
препаратов
из
разного
биологического
материала.
Использование экстракции, как метода
концентрирования и определения
 Абсолютное концентрирование –
 Относительное концентрирование –
 Особенно важная роль экстракции при соединении с
физическими и физико-химическими методами анализа
– гибридные методы анализа, которые имеют такие
преимущества:
 высокая чувствительность
 селективность
 специфичность
 экспрессность определения
Экстракция лекарственного растительного
сырья (ЛРС) включает этапы:






высушивание (иногда не обязательно)
измельчение
просеивание
подбор оптимального экстрагента
выбор оптимальной методики экстракции
экстракция (смачивание, прохождение экстрагента
через поры, растворение веществ в середине клетки,
диффузия молекул вещества через клеточные
оболочки, массо-перенос экстрагированных веществ
от поверхности частиц сырья в экстрагент).
Аналитические методики получения
экстракта с целью анализа ЛРС на
доброкачественность:
 Экстрагирование до полного истощения
(перколяция с 1 г ЛРС через бюретку)
 Одноразовое экстрагирование навески сырья
(путем кипячения 1 г сырья с экстрагентом)
 Равновесное экстрагирование (за 4-5 ч
устанавливается равновесие между внутренним
экстрагентом в ЛРС и внешним экстрактом,
анализируется часть экстракта)
 !!! В биохимическом и токсикологическом анализе
экстракция используется для выделения веществ из
животных и растительных тканей, как свежих так и
высушенных.
Спасибо за внимание!