ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Противоточная жидкостная экстракция из "Химический анализ" После установления равновесия водной фазы с органической последнюю можно отделить, в оставшуюся водную фазу ввести свежую порцию органического растворителя такие операции можно повторять несколько раз. Метод проведения многократной жидкостной экстракции называют противоточным распределением [20]. [c.469] Экстракцию проводят в автоматическом приборе, состоящем из серии трубок специальной конструкции, расположенных таким образом, что одна фаза (например, органическая) после установления равновесия последовательно переносится из одной трубки в другую. Добавляя свежий органический растворитель, можно осуществить необходимое число равновесий и переносов фазы, обычно до нескольких сот. [c.469] Распределение одного компонента. Рассмотрим ряд трубок, обозначенных номерами О, 1, 2, 3,. .., каждая из которых содержит равные объемы водной фазы и не смешивающейся с ней органической жидкости низкой плотности. Экстрагируемое вещество помещают в водную фазу в трубку 0. При достижении равновесия органическая фаза из трубки О переносится в трубку /, а органическая фаза трубки 1 переносится в трубку 2, и так далее. Процесс установления равновесия и переноса повторяют п раз каждый раз верхние органические слои переносятся последовательно в очередную трубку. Схема соединения сосудов и методика осуществления переноса приведены в [20]. [c.469] Распределение 100 частей экстрагируемого вещества (О = 0,5) при равных объемах несмешивающихся фаз, после 10 равновесий и 9 переносов (а) и после И равновесий и 10 переносов (б). [c.470] Уильямсон и Крейг [21] показали, что доля вещества, содержащегося в различных трубках в двух фазах, может быть выражена членом разложения бинома [1/( 1)+/)/(0 + 1)] , где первый член соответствует доле непроэкстрагированного, а второй— доле перенесенного вещества. Аналогичное разложение использовано ранее Мартином и Синджем [22] для расчета распределения пробы в зависимости от числа теоретических тарелок в хроматографии. [c.471] Распределение экстрагируемого вещества (0 = 0,5) как функция числа трубок при изменении числа равновесий и переносов от 50 до 1 500. [c.472] Заметим, что уравнение (23-14) применимо при условии ра-венства объемов фаз, а (23-15)—при любых соотношениях объемов фаз. [c.472] Приближение Гмакс = пХ было предложено Крейгом [20]. Ни-кольс [25] доказал удовлетворительность приближения для значений п, достаточно больших по сравнению с Гмакс Это уравнение аналогично уравнению (26-1), описывающему гауссовское распределение, в котором значение заменено на пХ, значение х на г, а стандартное отклонение а на JnXY. [c.472] Сравнительная ширина полос как функция числа равновесий и переносов. [c.473] До сих пор мы рассматривали размывание или передвижение экстрагируемого вещества внутри серии трубок как функцию числа п. Как видно из рис. 23-4 и 23-5, проба распределена по серии трубок. С другой стороны можно рассматривать размывание компонента, находящегося в определенной трубке, в ходе элюирования. Термин полоса или зона обозначает положение и размыва-ние растворенного вещества внутри системы серии трубок пик характеризует распределение концентрации растворенного вещества при переносе его из данной трубки как функцию объема экстрагирующей фазы. Кривая 1 на рис. 23-7 показывает распределение экстрагируемого вещества в системе трубок, когда максимум полосы приходится на трубку 10 (этот максимум достигается после 28 равновесий при 0—0,5) на кривой 2 приведен пик, наблюдаемый при элюировании вещества из трубки 10 (максимум пика при 28 приращениях объема). Обе точки зрения важны, особенно при рассмотрении хроматографических процессов. [c.473] Положение и ширина полос, иллюстрирующие перекрывание при разделении смеси двух веществ (О = 1,0 и 0,333) для 50 (а) и 100 (б) равновесий и переносов. [c.474] Рещаем уравнения (23-18) относительно гг. [c.474] Доля этой площади от общей площади под кривой равна 0,001 для i = —3,090 0,005 для t =—2,576-, 0,01 для t —2,326 0,025 для / = —1,96 0,05 для t = —1,645 0,10 для t — —1,282 и 0,20 для t = 0,842 (см. табл. 26-1). [c.475] Аналогичные расчеты можно провести для вещества 1. [c.475] Пример 23-2. Предположим, что два вещества имеют коэффициенты распределения О, = I и 2 = 2 и для их противоточного разделения используются равные объемы фаз. Тогда Х, — 0,5, У, — 0,5, Хг = 0,667, Уг = 0,333. Согласно уравнению (23-19) А = 0,585. [c.475] По статистическим таблицам значений I находим содержание вещества 1 в трубках г п оно составляет 3,5%. Если разделение проведено для г — п, чистота вещества 2 составит 96,57о, а вещества 1—97,5%. [c.475] На рис. 23-9 представлена серия кривых, рассчитанных по уравнениям (23-19) и (23-23), которые выражают зависимость фактора разделения [см. уравнение (22-2)] от числа равновесий и переносов в различных условиях. Числа равновесий и переносов, необходимые для количественного извлечения (0,999) компонента А и для его количественного разделения (фактор разделения 0,001) от компонента В, соответствуют точкам пересечения кривых с линией 5в/а = 0,001. Обрыв верхних ветвей кривых (5в/а = 2) на рис. 23-9 соответствует разрешению пиков [см. уравнение (24-30) и рис. 24-7], которое несколько меньше единицы, т. е. полноте разделения, достаточной для точных количественных измерений. [c.476] Из рис. 23-9 видно, что даже при небольшой разнице в значениях Ог и О] теоретически возможно количественное разделение путем увеличения числа равновесий и переносов. Эффективность метода противоточной экстракции велика. Это видно из сравнения факторов разделения, приведенных на рис. 23-3 и 23-9. Например, при Ог = 10 и О1 =0,1 достаточно всего пяти или шести стадий для количественного разделения и выделения обоих компонентов. Часто не обращают внимания на такое существенное требование, что в дополнение к благоприятному соотношению О2/О1 необходимо еще, чтобы абсолютные значения коэффициентов распределения Ог и О1 были не слишком малы и не слишком велики. Если значения Ог и О1 малы, разделение неэффективно, поскольку на каждой стадии переносится небольшое количество каждого компонента при больших значениях коэффициентов распределения для разделения необходимо большое число ступеней, поскольку оба компонента плохо удерживаются в водной фазе. [c.476] Другая специфическая черта противоточной экстракции заключается в возможности ее применения для выделения малых количеств компонентов из больших объемов исходного материала. Например, Паттерсон и сотр. [28] использовали прибор из 40 труб (в одной секции объем каждой фазы составлял 1 л) для выделения протогена из 4 т говяжей и свиной печени. [c.477] Вернуться к основной статье