Типы экстракционных систем - Контрольная работа

Типы экстракционных системПроблема разделения смесей и выделения в чистом виде индивидуальных химических соединений имеет огромное значение. Интерес к этой проблеме особенно возрос в связи с потребностями металлургии цветных и редких металлов, полупроводниковой техники и атомной промышленности. Развитие методов разделения и очистки веществ стимулируется потребностями нефтяной, химической и фармацевтической промышленности. Давно известно, что многие вещества распределяются между двумя несмешивающимися жидкостями, причем характер разделения в известной степени зависит от растворимости веществ в индивидуальных фазах. Использование этого явления для разделения и очистки веществ стало одним из основных методов в органической химии.Термин "Экстракция" происходит от латинского слова "extraho", что в переводе означает "извлекаю". Экстракция является научной методикой, используемой в разных областях, и смысл ее заключается в том, что ученые, используя лабораторный экстрактор, разделяют и очищают от примесей различные вещества, в том числе сухие смеси, переводят составы из одной фазы в другую, используя для этого подходящий растворитель-экстрагент. Для того чтобы извлечь из раствора компоненты, ученые добавляют в экстрактор растворитель, который не смешивается с раствором, но в котором вещество растворяется лучше, чем в первом растворителе.Коэффициент распределения определяется отношением концентрации экстрагирующегося вещества в органической фазе к концентрации вещества в водной фазе после того, как наступило равновесие, т.е. химический соединение неорганический экстракция Для того чтобы понять, какая часть вещества перешла в органическую фазу, следует пользоваться другой характеристикой - коэффициентом извлечения (?), который является той долей вещества, что перешла в органическую фазу. Существует связь между коэффициентом распределения и коэффициентом извлечения: ? = 1 / (1 Vводн /(D Vорг )), (2) где Vводн - объем водной фазы; Из формулы видно, что чем больше объем органической фазы, тем больше коэффициент извлечения, т.е. тем больше вещества переходит в органическую фазу. В экстракции существует золотое правило, которое гласит: если нельзя полно извлечь вещество за одну операцию, то это можно сделать гораздо эффективнее несколькими последовательными процедурами с меньшими суммарными затратами экстрагента.В реальных системах металл существует в виде разнообразных соединений. Следует учитывать, что в ходе экстракции могут образоваться формы, которых в исходном растворе не было. Поэтому прежде всего необходимо установить, в виде какого соединения экстрагируется металл и какова его растворимость. Растворимость любого соединения зависит от многих факторов: природы вещества, температуры и давления. Молекулы растворителя вступают с растворенными молекулами в энергетическое взаимодействие, в первую очередь типа электростатического, так как молекулы большинства растворителей обладают электрическими дипольными моментами.Несмотря на то что экстракция как метод разделения длительное время применяется в аналитической химии и химической технологии, теоретические основы этого метода долгое время оставались неизученными. Юнгфлейш были первыми исследователями, которые в 1872 г. на основании экспериментальных данных показали, что отношение равновесных концентраций вещества, распределяющегося между двумя жидкими фазами, является постоянным. Согласно закону распределения, вещество, растворенное в двух несмешивающихся или ограниченно смешивающихся жидкостях, распределяется между ними в постоянном отношении. Постоянная величина, выражающая отношение концентраций распределяемого вещества, находящегося в обеих фазах (после наступления равновесия) в одной и той же форме, называется константой распределения: P0 = [A]0 / [A]B (1) где Р о - константа распределения: [А] о-концентрация вещества в фазе органического растворителя, моль/л; [А] В - концентрация вещества в водной фазе, моль/л. Коэффициент распределения - это отношение суммарной аналитической концентрации вещества в фазе органического растворителя к суммарной аналитической концентрации этого вещества в водной фазе (без учета того, в какой форме находится вещество в каждой фазе): D = C0 / CB (2) где D - коэффициент распределения; С о - суммарная аналитическая концентрация вещества в фазе органического растворителя, моль/л; С В - суммарная аналитическая концентрация вещества в водной фазе, моль/л.Рассматривается классификация экстрагирующихся соединений по типу соединения, переходящего в органическую фазу. Классификацию по указанному признаку предложил Золотов Ю.А.: - экстракции неполярных и малополярных веществ, - экстракции комплексных металлокислот, - экстракции внутрикомплексных соединений (ВКС).

Содержание

Введение

1. Общая характеристика экстракционного метода разделения и концентрирования

2. Теоретические основы экстракции и типы экстракционных систем

3. Условия экстракции вещества

4. Экстракция как химическая реакция (основные законы и количественные характеристики)

5. Классификация экстракционных процессов

6. Возможности практического использования экстракции

Заключение

Литература