溶劑萃取技術在分析化學中的應用

張艷麗

摘 要：溶劑萃取技術是一種最基本的化學分離技術，具有選擇性高、分離效果好和適應性強等特點。文章首先對溶劑萃取分離法進行了簡單的介紹，其次分析了溶劑萃取技術在分析化學中的應用，希望為相關人員提供一定的參考價值。

關鍵詞：溶劑萃取技術；分析化學；應用

溶劑萃取是一種在20世紀得到迅速發展的分離技術。它利用溶質在兩種互不相溶或部分互溶的液相之間分配不同的性質來實現液體混合物的分離或提純。由于它可以根據分離對象和要求選擇適當的萃取劑和流程，所以具有選擇性高，分離效果好和適應性強等特點。溶劑萃取具有悠久的歷史。早在遠古時期，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

在眾多的化學分離法中，溶劑萃取分離是較為基礎的一種方法。溶劑萃取法主要是將不與水相融溶的有機溶劑添加到被分離物質的水溶液內，從而讓水溶液內的一種或多種組分進入有機相，而另一種組分仍留在水相中，從而達到分離的目的。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。對于溶劑萃取分離法來說，其具有簡單、快速、分離效果好的特點，尤其是在稀有元素與超純物質分析中具有較為廣泛的應用。因此，這種分離方法普遍地為原子能工業、材料工業、冶金、化工等部門的生產所采用。與此同時，溶劑萃取分離法也有一些缺陷。傳統的溶劑萃取中，作為稀釋劑的有機溶劑，大多數是揮發性很強的液體，如苯、甲苯、二甲苯、氯苯等，具有一定的毒性，直接對環境造成污染或影響人們的身體健康。

2溶劑萃取技術在分析化學中的應用

2.1超臨界流體萃取

相比于傳統的分離方法，超臨界流體萃取具有非常多的優點，具體表現為：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節溫度與壓力來對其進行控制；第二，溶劑回收比較簡單，能夠節約大量的能源，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行操作，所以在熱敏組分中較為合適；第四，可較快地達到平衡；第五，超臨界流體萃取的另一特點是很容易與其它分析方法聯用，避免了樣品轉移的損失，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備，限制了它在野外與現場的采樣處理。超臨界流體萃取應用領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

對于固相萃取技術來說，其是一項比較老的樣品制備技術，從1978年美國Waters首先將一次性固相萃取柱Sep-Pak投放市場以來，固相萃取技術得到了迅速發展。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，之后采用選擇性溶劑來將雜質去除，對分析物進行洗脫，以實現分離的目的。其保留或洗脫的機制取決于被分析物與吸附劑表面的活性基團，以及被分析物與液相之間的分子間作用力。對于被分析物質來說，其親和力如果強于介質與固相，就會保留分析物，然后用一種對被分析物親和力更強的溶劑洗脫；當存在的介質較被分析物與固相之間親和力更強時，則被分析物直接洗脫。

2.3膜萃取

膜萃取是將膜技術與萃取過程結合在一起的新型膜分離技術。一般來說，膜具有選擇性的特點，所以膜萃取技術得到了十分廣泛的應用。不同于萃取中液相以細小液滴的形式分散在另一液相中進行兩相接觸的情況，膜萃取中兩相是在微孔膜表面相互接觸面來進行物質傳遞的。由于被測物質和樣品基質的性質不同，再加上起處理要求存在一定的區別，所以膜處理技術所采用的方式也各不相同，如靜態法、攪拌法、頂空法及動態法以及支載液膜萃取、色譜膜技術等。最近幾年來，出現了一種新型的處理液體樣品的膜技術，即色譜膜技術，這種技術主要是將多孔聚四氟乙烯作為介質，這種介質具有兩個大小不一樣的孔穴，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。由于小孔的毛細壓力，極性分子被排斥在外。聚四氟乙烯分離介質外包了一層厚度為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，可以使樣品中極性與非極性或分配系數不同的組分得到連續萃取分離，并加以濃縮；這種技術不僅可以進行液——液萃取，也能進行液——氣萃取。它已成功地用于測定水中環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

相比于傳統的有機溶劑萃取法，液萃取法具有諸多的優點，如不揮發、無毒、安全、分離速度快、操作簡便等。通常來說，萃取劑選擇水溶性顯色劑，兩相分離后不需要進行重新處理，能夠直接采用分光光度法來對被萃取物的濃度進行測定，從而保障整個萃取過程簡便、快速。通過對這種體系的利用，可以進行水溶性帶電荷物質的萃取。BapoBa等在1983年報道了水溶性高聚物的水溶液在無機鹽存在下能分成兩相。Zvaroa等提出了用其分離金屬離子的設想。李步海等系統地研究了聚乙二醇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，實現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高、便于分離與測定的特點，所以逐漸受到越來越多人的重視。最早報道液——液萃取體系中第三相生成的是Healy。在進行萃取時，常常會發生第三相的問題，也就是兩層有機相和一層水相。在兩層有機相中，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，這種有機相就被稱為是“第三相”。對于三相萃取體系來說，其中的水相體積、有機相體積及第三相體積呈現依次減小的態勢。就元素本身而言，其會先由大量的水相中進入到體積比較小的有機相內，之后再由體積小的有機相中進入到第三相內，這就等同于兩步富集過程，所以三相萃相體系的富集倍數就會得到現狀的提升。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，富集倍數高達1000倍，比一般的液一液萃取體系增加了1-2個數量級。元素被萃人第三相以后，不僅富集倍數高，而且易于分離和測定。B.I.Petrov等指出，可以將粘稠的第三相轉移到碳電極表面，直接用原子發射光譜法進行分析。已經有大約30種痕量元素被萃取后沒有經過礦化而直接利用該法進行光譜分析。三相萃取法在痕量元素的預富集方面的優越性已得到廣泛認可。

總的來說，通過對溶劑萃取技術的應用，可以很好的將物質分離開來。通過上述研究得知，溶劑萃取技術包含很多種，且每一種都有其獨有的特點，因此，在實際的工作中，應掌握多種萃取方式，選取較為合理的方式對物質進行分離與萃取。

參考文獻：

[1]李全民，張換平，張長松.溶劑萃取技術在分析化學中的應用[J].安陽工學院學報，2005，01：52-55.

[2]邢云，王貴方，李全民.分析化學中的溶劑萃取技術[J].理化檢驗（化學分冊），2005，09：694-696+701.