7. Практическое использование экстракции

Разделение веществ. Наиболее широко экстракцию используют для разделений смесей элементов. Для этого прежде всего применяют избира­тельные экстрагенты. Например, серосодержащие экстрагенты (дитгаон, днтжжарбаминаты) извлекают элементы, проявляющие сродство к донор-ным атомам серы (Си, Ni, Co, Hg, Pb, Bi и др.) и ни при каких условиях не экстрагируют магний, алюминий, скандий, редкоземельные элементы, цир­коний, гафний, поскольку эти элементы не взаимодействуют с серосодержа­щими реагентами.

Разделение элементов возможно и при использовании групповых экстрагентов, если варьировать условия экстракции (рН, концентрация компо­нентов системы, разбавитель). Часто для разделения элементов применяют 8-оксихинолин, дитизон, диэтилдитиокарбаминаты и т.д.

Влияние рН на экстракцию тория, полония, висмута, урана (VI), свинца, ванадия (V), актиния и таллии (I) 0,20 - 0,25 М раствором теноилтрифторацетона в бензоле.

Дня улучшения разделения элементов экстракцию осуществляют в при­сутствии маскирующих веществ. Если в качестве экстрагента использовать комплекс экстракционного реагента с ионом металла, то в этом случае экстрагироваться будут только те элементы, которые образуют более устойчивые комплексы с экстракцион­ным реагентом. Таким образом по значениям константы устойчивости комплексов экстракционного реагента с ионами металлов можно составить ряд металлов в последовательности замещения их друг на друга. Например, для купферона имеем ряд Mo(VI) > Fe(III) > Сu(II) > In(III) > Аl(III).

Концентрирование. Снижение предела обнаружения микрокомпонен­тов, удаление макрокомпонентов, а иногда и разделение микрокомпонентов обеспечиваются концентрированием.

Для концентрирования микроэлементов широко применяют хелатообразующие экстракционные реагенты, например дитиокарбаминаты, дитизон, 8-оксихинолин. Обычно хелатообразующие реагенты извлекают несколько микроэлементов (групповое концентрирование).

Микроэлементы в концентрате определяют с использованием селективных физических методов анализа (атомно-абсорбционный, атомно-эмисснонный, рентгенофлуоресцентный). Для се­лективного извлечения, например серебра из горных пород, руд и минералов, используют трифенилфосфин (С₆Н₅)₃Р, при этом экстрагируется координационно-сольватированное соединение состава AgX(Ph₃P), где X — галогенид-ион. Для индивидуального концентрирования могут быть использованы и групповые реагенты, селективность извлечения достигается изменением условий экстракции (рН, введение маскирующих веществ). Обычно микро­компоненты извлекают в органическую фазу, объем которой в несколько раз меньше объема водной фазы. Возможен и другой вариант — извлечение матрицы и получение концентрата микрокомпонентов в водной фазе. Этот прием используют в том случае, когда матрица имеет сравнительно простой состав, емкость органической фазы достаточно велика и экстрагент селекти­вен по отношению к матрице.

Изучение равновесий. Состав и константы устойчивости комплексных соединений можно определить, измеряя коэффициент распределения иона металла в зависимости от различных переменных (рН, концентрация компонентов системы). Так если в процессе экстракции образуется комплекс со­става ML_n, то можно рассчитать число присоединен­ных лигандов п и константу устойчивости комплекса β_n.

СЛАЙД 14