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关于萃取的问与答

1、用CCl4萃取碘水里的碘,只是把碘从一种溶剂中转移到另一种溶剂中,并没得到纯净的碘,这个过程有何意义呢?

首先,萃取具有使溶质富集(浓缩)的作用,我们知道,一般情况下,萃取剂对溶质的溶解性要比原溶液的溶剂好得多,这样,原来体积很大、浓度很小的碘水,用少量CCl4进行萃取处理后,绝大部分的碘就可以转移到CCl4中,这样一来,碘溶液的体积缩小,再分离时可以大大减少能量消耗。

与此类似的过程是从海水里提取溴:先向海水里 通入Cl2置换出Br2,并用热空气把单质溴吹出,用 Na2CO3溶液吸收(碱性条件下Br2歧化为Br和BrO3),最后再酸化吸收液使Br2析出,我们注意到, 从海水里吹出的已经是单质溴了,为什么还要经过 “Br2→Br,BrO3→Br2”的过程再“折腾”一遍呢?原来,海水里吹出的溴浓度很小,直接收集很困难,通入 Na2CO3溶液的目的就是富集(形成浓度较大的Br、 BrO3混合溶液),便于最终的分离与收集。

其次,与其他分离方法不同,萃取可在常混、常压或低温、常压下进行,生产条件较简单,对溶质的破坏作用小。比如从植物中提取精油,传统上采用蒸馏或水蒸气蒸馏的方法,需要高温加热,对精油中的很多有用成分有破坏作用,采用萃取的办法可最大限度地避免这些破坏作用,提高品质和产量。

2、使用等量萃取剂为什么分多次萃取比一次性萃取效果好?

用CCl4萃取碘水中碘的过程,实际上是CCl4与 H2O 2种溶剂争夺I2的过程,实验时我们会发现,若所用碘水浓度较大,往往萃取结束时水溶液并不能完全褪为无色。只是顔色比原来变浅了一些。究其原因, 是因为常温下碘在CCl4和H2O 2种溶剂里有一个固定的浓度分布比例(85:1,也叫分配系数),如果你用较少的CCl4萃取大量的碘水,虽然碘在2种溶剂里的浓度比不变,但由于CCl4体积小,转移到其中的I2的量有限,水中残余的I2就较多了。

当萃取剂的量—定时,分次萃取比一次性萃取的效果要好得多,举例证明如下,用100 mL CCl4萃取 100 mL 1 mmol·L-1碘水里的碘。

若一次性使用萃取剂CCl4,则根据上述分配系数 85:1可知,萃取完毕,水里残余碘的浓度为

关于萃取的问与答,是原浓度的1.16%。

若把萃取剂平均分为50 mL 的2份,先后对同一 份碘水萃取,计算如下,

第1次:设水里残余碘的量为x Mmol,则进入 CCl4中的碘为(0. 1—x)mmol,

关于萃取的问与答

解得:x=0.002 301;

第2次,设水里残余碘的量为y Mmol,则进入CCl4中的碘为(0.002 30-y) mmol.

关于萃取的问与答

最终,水里残余碘的浓度是一次性萃取后的:

关于萃取的问与答 ,是原浓度的0. 053%。

显然,分多次萃取的效果要好得多,请大家注意, 这只是理论上分析的结果,实际操作中,还要考虑分次萃取带来的工作量、操作过程中溶质和溶剂损失及由此引起的对环境的影响等。

与此相似的道理,配制一定物质的量浓度溶液时,需要用少量水分2或3次洗涤溶解溶质用的烧杯和玻璃棒,以保证绝大多数溶质进入容量瓶。另外,生活中我们在洗涤衣物时,最终进行多次漂洗也是这个道理。

3、超市里的花生油有“压榨油”和“萃取油”之分,何 谓萃取油?二者有何不同?

“萃”者,物之精华也,取天然物质的精华,弃去渣滓,也许这就是“萃取”一词的本意。

萃取有液相萃取和固相萃取之分,中学化学教科书里讲的主要是液相萃取,即“用一种溶剂(液态)把溶质从其跟另一溶剂形成的混合物里提取出来,实际生产中固相萃取应用也很广泛,如花生、大豆、山 茶、橄榄等植物油料的萃取,是先用溶剂与磨碎的植物种子混合搅拌、过滤,再设法使溶剂挥发,留下植物油。

生活中有的人偏爱压榨油是由于心理上放不下传统的口味,其实就对植物油中营养成分的保留来说,萃取油可能比压榨油还要好一些。

不仅是油脂,很多天然物质都是采用固相萃取法提取的,如植物色素和中草药的某些有效成分等。

4、超临界萃取是何新技术?有何特点?

所调的二氧化碳超临界萃取是将已经升温、加压成超临界状态(物质的一种非液态、非气态又类液态、 类气态的特殊状态,称为“超临界流体”)的二氧化碳作为溶剂,以其极高的溶解力萃取一般不易萃取的物 质。超临界CO2流体密度近于液体而粘度则近于气 体,扩散系数为液体的100倍,具有惊人的溶解能力,用于提取很多动、植物中的有效成分,是目前研究最广泛的流体之一,有以下几个特点:

1) 相对于別的流体,其临界条件容易达到;

2) 萃取剂CO2本身化学性质不活泼,无色、无 味、无毒,安全性好;

3) 完全没有溶剂的残留(即使残留也不会対人体 造成任何伤害),防止了提取过程对人体的毒害和对环境的污染;

4) 萃取温度低,可以有效地防止热敏性成分的氧化、逸散和反应,完整保留生物物体的生物活性,对于 贵重药材成分的提取具有特殊的价值;

5) 分离简单,当饱含溶解物的二氧化碳超临界流体流经分离器时,由于压强下降使得CO2与萃取物迅速恢夏为分离的2相(气液分离)而立即分开,操作 方便;

6) 相对于其他萃取剂而言,CO2价格便宜,纯度高,容易获得。

(责任编辑:化学自习室)
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