Основные понятия и определения

Экстракция – процесс переноса растворенного вещества из одной жидкой фазы в другую, при условии, что обе жидких фазы не смешиваются друг с другом. Обычно распределение (перенос) растворенного вещества происходит между водным и органическим растворами. Жидкостная экстракция используется для разделения компонентов гомогенных жидких систем.

Распределение компонентов происходит до достижения состояния равновесия, которое характеризуется равенством химических потенциалов данного вещества в обеих фазах:

m_ж1 = m_ж2 или m°_ж1 + RTlna_ж1 = m°_ж2 + RTlna_ж2.

Подобрать органическую фазу почти всегда можно таким образом, что он будет извлекать из водной фазы один или группу элементов. Объем органической фазы всегда берут много меньший, чем объем водного раствора. Поэтому экстракцию можно отнести и к методам концентрирования. Концентрирование и разделение при экстракции идет двумя путями:

абсолютное – один элемент переходит в органическую фазу;

относительное – в органическую фазу переходит несколько элементов, но один из них экстрагируется гораздо лучше других.

Экстрагент (Solvent) S – органический растворитель, содержащий активное вещество для извлечения целевых компонентов. Экстракт (extract) E – органический растворитель, содержащий целевой компонент, извлеченный из водной фазы. Рафинат (raffinate) R – водный раствор, полученный после экстракционного извлечения целевых компонентов. Питающий раствор(feed solvent) F – исходная водная фаза, содержащая целевые компоненты. Промывной раствор (wash solvent) W – раствор для регенерации экстрагента или промежуточной обработки экстракта. Теоретическая (равновесная) стадия – устройство или совокупность устройств, которое позволяет достигать эффекта глубокого контакта двух несмешивающихся жидкостей с последующим разделением двух фаз на два четких слоя (рис. 1).

Рис. ____ Схема теоретической стадии экстракции

Экстракционная способность органического реагента связана с содержанием воды в органической фазе. Эффективность экстракционного извлечения и разделения металлов непосредственно связана с гидрофобностью органических растворителей и их способностью вытеснять молекулы воды из координационной сферы катиона металла.