§ 3. Метод экстрагирования

Помимо хроматографического метода анализа, для разделения смесей, содержащих вещества, растворимые в органических рас­творителях лучше, чем в воде, применяют извлечение растворен­ного вещества из водного раствора при помощи органического рас­творителя, не смешивающегося с водой. Такой процесс называют экстрагированием. Вещество, растворимое в воде и органическом растворителе, распределяется между двумя несмешивающимися слоями жидкости. При этом отношение концентраций (С) в обеих жидкостях при данной температуре есть величина постоянная, она называется коэффициентом распределения:

Если, например, коэффициент распределения равен 100, то это значит, что растворимость извлекаемого соединения в органиче­ском растворителе больше растворимости его в воде в 100 раз.

Органический растворитель подбирают так, чтобы в нем коли­чественно растворилось определяемое вещество и плохо или сов­сем не растворились другие компоненты анализируемого продукта. Экстракцию применяют также для удаления нежелательных при­месей.

Для выделения вещества в чистом виде экстракт выпаривают, высушивают, перегоняют или это вещество кристаллизуют.

Метод экстрагирования органическими растворителями отли­чается рядом преимуществ по сравнению с другими методами раз­деления:

1. можно извлечь определяемое вещество из очень разбавлен­ного раствора, вследствие чего повышается чувствительность ме­тода;

2. экстрагируемое вещество количественно выделяют в чистом виде;

3. можно выделять и разделять вещества, которые трудно или невозможно изолировать другими способами!

4. можно быстро и точно проводить операции не только раз­деления и выделения, но и концентрирования следов элементов и отделения основного (главного) вещества и примесей друг от друга в особо чистых материалах (например, в полупроводнико­вых);

5. метод пригоден для работ как с неорганическими, так и с органическими соединениями.

Комбинирование экстракции следов примесей с физическими и физико-химическими методами анализа (эмиссионным спектраль­ным, фотометрическим, люминесцентным, полярографическим, тит­рованием неводных растворов и др.) позволяет повысить чувстви­тельность определения в 100—1000 раз. Так, спектральный анализ в сочетании с предварительным концентрированием (обогащением) с помощью экстракции исследуемых примесей является одним из наиболее широко применяемых и перспективных в аналитиче­ской химии методов анализа особо чистых веществ, содержание примесей в которых составляет 10^-5—10^-6%.

Другим примером может служить экстракция изоамиловым спиртом комплексного соединения галлия, образуемого им с люмогаллионом: экстракция в сочетании с люминесцентным методом анализа дает возможность достичь очень высокой чувствительно­сти определения галлия— 10^-2 мкг/5 мл.

Экстрагирование в сочетании с другими методами применяют как для качественного, так и для количественного анализа метал­лов, сплавов, руд минералов, природных вод, химически чистых реактивов и т. п.

Например, ионы железа(III) экстрагируют из хлористоводо­родного раствора эфиром в виде HFeCl₄. Ионы лития отделяют в виде LiCl от других щелочных металлов экстрагированием ацето­ном, в котором нерастворимы хлориды натрия, калия и др. Рода-нидные комплексы железа, кобальта, молибдена экстрагируются смесью изоамилового спирта и эфира. Соединения некоторых ме­таллов с органическими реагентами — купфероном, оксихинолином, дитиокарбаматом, дитизоном и др.— экстрагируют эфиром, хлороформом, четыреххлористым углеродом и т.д. Например, ионы серебра, меди(II), ртути(II), свинца, олова(II) и др. экстра­гируются в виде дитизонатов хлороформом или четыреххлористым углеродом. Получаемые при этом растворы окрашиваются в различные цвета:

* — краткое обозначение иона дитизона.

Вследствие того что образующиеся комплексные соединения ионов окрашены в разные цвета, исследуемые ионы можно не только отделять друг от друга, но и определять их с большой точ­ностью.