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2.3.3 溶质与有机溶剂相互作用的影响
十分明显,如果萃取过程的式(2-2)中的EF-S值越大,就越有利于萃取。EF—S的大小取决于溶质与溶剂的结合作用的强弱。
例如,被萃溶质与溶剂存在氢键作用时,有利于溶质的萃取。从表2-11的相关数据可以看出,乙酸与N型溶剂不存在氢键缔合作用,其在N型溶剂-水体系中的分配系数很小;乙酸与AB型溶剂或B型溶剂的同系物存在氢键缔合作用,其在AB型溶剂-水体系或B型溶剂-水体系中的分配系数较大。在AB型溶剂或B型溶剂的同系物中,随着分子中碳原子数的增大,其性质进一步向N型溶剂的性质靠拢,氢键缔合作用减小,分配系数也随之减小。
表2-11 乙酸在不同的溶剂-水体系中的分配系数[3]
金属离子及其他离子由于很强的水合作用影响,利用一般的萃取过程是较难完成分离任务的。选择一些萃取剂,利用它们与待分离物质的特殊作用,破坏待分离物质的水合作用影响,可以达到萃取分离的目的。
例如,萃取剂与待分离的金属离子形成中性螯合物,使金属离子的配位数达到饱和,消除“水合”的可能性;而且生成螯合物的分子体积大,根据空腔作用规律,有利于萃取;形成的螯合物稳定性大,其外缘基团为疏水基团,能够使萃取进行得比较完全。
中性含磷类萃取剂、酸性含磷类萃取剂和胺类萃取剂等作为化学萃取中的最典型的萃取剂,它们可以分别通过氢键缔合、离子交换和离子对缔合等反应机制与待萃溶质形成一定组成的萃合物,或称络合物,使EF—S值明显提高,有利于萃取过程的实现。十分清楚,形成的萃合物分子较大,按照空腔效应,有利于萃取;萃合物的外缘基团大多是C—H化合物,根据相似相溶原理,更易溶于有机相中而不易溶于水中;萃合物的外缘基团把亲水基团包藏在内部,阻止了亲水基团的“水化”作用,有利于萃取的进行。
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