Вплив різноманітних факторів на екстракцію

На процеси екстракції речовин органічними розчинниками впливають різноманітні фактори: природа досліждуваної речовини і екстрагенту, температура, рН середовища, присутність електролітів у розчині та ін. .

Вплив температури на екстракцію. Константа розподілу досліджуваної речовини істотно залежить від температури, при якій відбувається екстракція. Ця залежність пояснюється тим, що при зміні температури змінюється розчинність речовини у кожній фазі. окрім того, змінюється взаємна розчинність водної та органічної фаз. При зміні температури може мінятись дисоціація та асоціація у кожній фазі, внаслідок чого міняється гідратація (сольватація) та ступінь екстракції хімічних сполук.

Вплив рН на екстракцію. Кількість екстрагованої речовини залежить від дисоціації її у водній фазі. Це пов’язано з тим, що недисоційовані молекули речовини та її іони неоднаково екстрагуються органічними розчинниками із водних розчинів. При екстракції недисоційовані молекули переходять у органічний розчинник, а іони, які добре гідратуються, залишаються у водній фазі. Тому сильні електроліти, які добре дисоціюють, не екстрагуються органічними розчинниками.

Вплив електролітів на екстракцію. Введення у водний розчин великих кількостей добре розчинних солей знижує розчинність деяких речовин у воді. Таке явище носить назву “висолювання”. Іноді додавання солей збільшує розчинність речовин у воді (“всолювання”). Висолювання широко використовують у промисловості та хімічній практиці. При екстракції з висолюванням із водного розчину коефіцієнт розподілу речовини збільшується, при всолюванні – зменшується.

Висолююча дія електролітів залежить від природи та властивостей висолюваної речовини та висолювача, від концентрації та радіуса іонів висолювача та ін.. Іони висолювача з малим радіусом мають більшу густину заряду, ніж іони з великим радіусом, тому гідратуються краще. У зв’язку з цим висолююча дія іонів з малим радіусом більша, ніж висолююча дія крупних іонів. Однак це правило має винятки.

Встановлено, що висолюючу дію мають і деякі добре розчинні у воді неелектроліти. так, наприклад, етиловий спирт добре висолює ацетатну кислоту з її водних розчинів при екстракції кислоти етилацетатом.

Речовини. які проявляють властивості всолювачів, використовуються для підвищення розчинності малорозчинних у воді речовин. Існує декілька теорій, які пояснюють процес всолювання. Згідно з однією з них всолювання обумовлене хімічною взаємодією всолювачів і досліджуваних речовин в екстракційних системах. Як результат цього, можуть утворюватись сполуки або комплекси, добре розчинні у воді, які не екстрагуються органічними розчинниками.

Вимоги, які пред’являються до органічних розчинників для екстракції

До органічних розчинників, які використовуються для екстракції, пред’являються такі вимоги:

• досліджувана речовина повинна добре екстрагуватись даним розчинником;

• бажано, щоб розчинник вибірково екстрагував тільки дану речовину, або групу споріднених речовин. Селективність залежить не тільки від властивостей речовини або екстрагента, але й від умов екстракції, наприклад, рН середовища;

• екстрагент і вода повинні характеризуватись дуже малою взаємною розчинністю. Кінцеві об’єми фаз не будуть дорівнювати початковим об’ємам у випадку великої взаємної розчинності, тому це може бути джерелом помилок при розрахунках констант і коефіцієнтів розподілу. Щоб виключити можливі похибки при розрахунках, органічний розчинник насичують водою, а воду – органічним розчинником;

• органічний розчинник не повинен бути низькокиплячим. Низькокиплячі органічні розчинники навіть при кімнатній температурі швидко випаровуються, тому це буде мати вплив на величину коефіцієнта або константи розподілу.

• густина розчинників ,бажано, повинна суттєвоь відрізнятись від густини води і водних розчинів. При великій різниці густини цих рідин розділення фаз відбувається швидко.