溶劑萃取技術(shù)在分析化學(xué)中的應(yīng)用

張艷麗

摘 要：溶劑萃取技術(shù)是一種最基本的化學(xué)分離技術(shù)，具有選擇性高、分離效果好和適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)。文章首先對(duì)溶劑萃取分離法進(jìn)行了簡(jiǎn)單的介紹，其次分析了溶劑萃取技術(shù)在分析化學(xué)中的應(yīng)用，希望為相關(guān)人員提供一定的參考價(jià)值。

關(guān)鍵詞：溶劑萃取技術(shù)；分析化學(xué)；應(yīng)用

溶劑萃取是一種在20世紀(jì)得到迅速發(fā)展的分離技術(shù)。它利用溶質(zhì)在兩種互不相溶或部分互溶的液相之間分配不同的性質(zhì)來實(shí)現(xiàn)液體混合物的分離或提純。由于它可以根據(jù)分離對(duì)象和要求選擇適當(dāng)?shù)妮腿┖土鞒?，所以具有選擇性高，分離效果好和適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)。溶劑萃取具有悠久的歷史。早在遠(yuǎn)古時(shí)期，人們就利用萃取方法來提取金屬和中草藥。

1溶劑萃取分離法概述

在眾多的化學(xué)分離法中，溶劑萃取分離是較為基礎(chǔ)的一種方法。溶劑萃取法主要是將不與水相融溶的有機(jī)溶劑添加到被分離物質(zhì)的水溶液內(nèi)，從而讓水溶液內(nèi)的一種或多種組分進(jìn)入有機(jī)相，而另一種組分仍留在水相中，從而達(dá)到分離的目的。溶劑萃取分離法可用于大量元素的分離，又適合于微量元素的分離和富集。對(duì)于溶劑萃取分離法來說，其具有簡(jiǎn)單、快速、分離效果好的特點(diǎn)，尤其是在稀有元素與超純物質(zhì)分析中具有較為廣泛的應(yīng)用。因此，這種分離方法普遍地為原子能工業(yè)、材料工業(yè)、冶金、化工等部門的生產(chǎn)所采用。與此同時(shí)，溶劑萃取分離法也有一些缺陷。傳統(tǒng)的溶劑萃取中，作為稀釋劑的有機(jī)溶劑，大多數(shù)是揮發(fā)性很強(qiáng)的液體，如苯、甲苯、二甲苯、氯苯等，具有一定的毒性，直接對(duì)環(huán)境造成污染或影響人們的身體健康。

2溶劑萃取技術(shù)在分析化學(xué)中的應(yīng)用

2.1超臨界流體萃取

相比于傳統(tǒng)的分離方法，超臨界流體萃取具有非常多的優(yōu)點(diǎn)，具體表現(xiàn)為：第一，流體速度決定著超臨界流體的萃取能力，所以特別容易通過調(diào)節(jié)溫度與壓力來對(duì)其進(jìn)行控制；第二，溶劑回收比較簡(jiǎn)單，能夠節(jié)約大量的能源，通過采用等溫降壓或等壓升溫的方法就可以將萃取物與萃取劑分離；第三，超臨界萃取工藝能夠在比較低的溫度下進(jìn)行操作，所以在熱敏組分中較為合適；第四，可較快地達(dá)到平衡；第五，超臨界流體萃取的另一特點(diǎn)是很容易與其它分析方法聯(lián)用，避免了樣品轉(zhuǎn)移的損失，少了人為誤差，提高了樣品分析整體的精密度與靈敏度。然而超臨界流體萃取因需要較為龐大的儀器設(shè)備，限制了它在野外與現(xiàn)場(chǎng)的采樣處理。超臨界流體萃取應(yīng)用領(lǐng)域包括高純天然香料，藥物有效成分等的萃取等。

2.2固相萃取-合成一段

對(duì)于固相萃取技術(shù)來說，其是一項(xiàng)比較老的樣品制備技術(shù)，從1978年美國(guó)Waters首先將一次性固相萃取柱Sep-Pak投放市場(chǎng)以來，固相萃取技術(shù)得到了迅速發(fā)展。SPE是一種吸附劑萃取，它主要是通過在一次性萃取柱中填入樣品，在柱上留下分析物與雜質(zhì)，之后采用選擇性溶劑來將雜質(zhì)去除，對(duì)分析物進(jìn)行洗脫，以實(shí)現(xiàn)分離的目的。其保留或洗脫的機(jī)制取決于被分析物與吸附劑表面的活性基團(tuán)，以及被分析物與液相之間的分子間作用力。對(duì)于被分析物質(zhì)來說，其親和力如果強(qiáng)于介質(zhì)與固相，就會(huì)保留分析物，然后用一種對(duì)被分析物親和力更強(qiáng)的溶劑洗脫；當(dāng)存在的介質(zhì)較被分析物與固相之間親和力更強(qiáng)時(shí)，則被分析物直接洗脫。

2.3膜萃取

膜萃取是將膜技術(shù)與萃取過程結(jié)合在一起的新型膜分離技術(shù)。一般來說，膜具有選擇性的特點(diǎn)，所以膜萃取技術(shù)得到了十分廣泛的應(yīng)用。不同于萃取中液相以細(xì)小液滴的形式分散在另一液相中進(jìn)行兩相接觸的情況，膜萃取中兩相是在微孔膜表面相互接觸面來進(jìn)行物質(zhì)傳遞的。由于被測(cè)物質(zhì)和樣品基質(zhì)的性質(zhì)不同，再加上起處理要求存在一定的區(qū)別，所以膜處理技術(shù)所采用的方式也各不相同，如靜態(tài)法、攪拌法、頂空法及動(dòng)態(tài)法以及支載液膜萃取、色譜膜技術(shù)等。最近幾年來，出現(xiàn)了一種新型的處理液體樣品的膜技術(shù)，即色譜膜技術(shù)，這種技術(shù)主要是將多孔聚四氟乙烯作為介質(zhì)，這種介質(zhì)具有兩個(gè)大小不一樣的孔穴，大的孔穴能夠通過極性的分子，小的孔穴能夠通過非極性或氣體分子。由于小孔的毛細(xì)壓力，極性分子被排斥在外。聚四氟乙烯分離介質(zhì)外包了一層厚度為0.8mm的微孔聚四氟乙烯膜，樣品溶液從水平方向流過，極性不同的萃取劑從垂直方向流過，正確控制兩種液體的壓力、流量及萃取器的容積等參數(shù)，可以使樣品中極性與非極性或分配系數(shù)不同的組分得到連續(xù)萃取分離，并加以濃縮；這種技術(shù)不僅可以進(jìn)行液——液萃取，也能進(jìn)行液——?dú)廨腿?。它已成功地用于測(cè)定水中環(huán)境類激素和空氣中的二氧化硫，及空氣中的氨。

2.4液萃取法

相比于傳統(tǒng)的有機(jī)溶劑萃取法，液萃取法具有諸多的優(yōu)點(diǎn)，如不揮發(fā)、無毒、安全、分離速度快、操作簡(jiǎn)便等。通常來說，萃取劑選擇水溶性顯色劑，兩相分離后不需要進(jìn)行重新處理，能夠直接采用分光光度法來對(duì)被萃取物的濃度進(jìn)行測(cè)定，從而保障整個(gè)萃取過程簡(jiǎn)便、快速。通過對(duì)這種體系的利用，可以進(jìn)行水溶性帶電荷物質(zhì)的萃取。BapoBa等在1983年報(bào)道了水溶性高聚物的水溶液在無機(jī)鹽存在下能分成兩相。Zvaroa等提出了用其分離金屬離子的設(shè)想。李步海等系統(tǒng)地研究了聚乙二醇2000-鹽一水體系的分相條件，用偶氮腫、二甲酚橙、亞硝基R鹽、PAR，高鐵試劑、鉻天青S、間磺酸基偶氮氯麟試劑、茜素S等光度顯色劑作萃取劑，實(shí)現(xiàn)了不同金屬離子的定址分離。

2.5三相萃取法

三相萃取體系具有富集倍數(shù)高、便于分離與測(cè)定的特點(diǎn)，所以逐漸受到越來越多人的重視。最早報(bào)道液——液萃取體系中第三相生成的是Healy。在進(jìn)行萃取時(shí)，常常會(huì)發(fā)生第三相的問題，也就是兩層有機(jī)相和一層水相。在兩層有機(jī)相中，有一相體積比較小，但是其本身卻存在很多所需萃取的元素，這種有機(jī)相就被稱為是“第三相”。對(duì)于三相萃取體系來說，其中的水相體積、有機(jī)相體積及第三相體積呈現(xiàn)依次減小的態(tài)勢(shì)。就元素本身而言，其會(huì)先由大量的水相中進(jìn)入到體積比較小的有機(jī)相內(nèi)，之后再由體積小的有機(jī)相中進(jìn)入到第三相內(nèi)，這就等同于兩步富集過程，所以三相萃相體系的富集倍數(shù)就會(huì)得到現(xiàn)狀的提升。在PbZ、Pt0+、Re+的萃取過程中這些元素能夠從1升的水溶液被萃取人1毫升的第三相，富集倍數(shù)高達(dá)1000倍，比一般的液一液萃取體系增加了1-2個(gè)數(shù)量級(jí)。元素被萃人第三相以后，不僅富集倍數(shù)高，而且易于分離和測(cè)定。B.I.Petrov等指出，可以將粘稠的第三相轉(zhuǎn)移到碳電極表面，直接用原子發(fā)射光譜法進(jìn)行分析。已經(jīng)有大約30種痕量元素被萃取后沒有經(jīng)過礦化而直接利用該法進(jìn)行光譜分析。三相萃取法在痕量元素的預(yù)富集方面的優(yōu)越性已得到廣泛認(rèn)可。

總的來說，通過對(duì)溶劑萃取技術(shù)的應(yīng)用，可以很好的將物質(zhì)分離開來。通過上述研究得知，溶劑萃取技術(shù)包含很多種，且每一種都有其獨(dú)有的特點(diǎn)，因此，在實(shí)際的工作中，應(yīng)掌握多種萃取方式，選取較為合理的方式對(duì)物質(zhì)進(jìn)行分離與萃取。

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