一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私廨腿〉脑砑皯?yīng)用，掌握其操作方法。二、實(shí)驗(yàn)原理萃取也是分離和提純有機(jī)化合物常用的操作之一。應(yīng)用萃取可以從固體或液體混合物中提取出所需要的物質(zhì)，也可以用來(lái)洗去混合物中的少量雜質(zhì)。前者通常稱為“抽提”或“萃取”，后者稱為“洗滌”。1．基本原理萃取是利用物質(zhì)在兩種不互溶（或微溶）溶劑中溶解度或分配比的不同來(lái)達(dá)到分離、提取或純化目的的一種操作。假如某溶液由有機(jī)化合物X溶解于溶劑A而成，如果要從其中萃取X,可選擇一種對(duì)X溶解度很大而與溶劑A不相混溶和不起化學(xué)反應(yīng)的溶劑B。把該溶液放入分液漏斗中，加入適量溶劑B,充分振蕩。靜置后，由于A與B不相混溶，分成上下兩層。此時(shí)X在A、B兩相間的濃度比，在一定溫度下為一常數(shù)，叫做分配系數(shù)，以K表示，這種關(guān)系稱為分配定律?？捎霉奖硎救缦拢篨在溶X在溶劑A中的濃度X在溶劑B中的濃度=K（分配系數(shù)）在萃取中，用一定量的溶劑一次萃取好還是分幾次萃取好呢？通過(guò)下面的推導(dǎo)來(lái)說(shuō)明這個(gè)問(wèn)題。設(shè)在VmL溶液中，溶解有m0g的溶質(zhì)（X）,每次用SmL溶劑B重復(fù)萃取。假如，第一次萃取后剩留在溶劑A中的溶質(zhì)（X）量為m1g，則在溶劑A和溶劑B中的濃度分別為m]/V和（m0-m1）/S。根據(jù)分配定律:KVm=m—ioKV+S設(shè)萃取兩次后溶質(zhì)（X）在溶劑A中剩余量為m2g，則有或KV=m或KV=m—iKV+S廠KV丫、KV+S丿顯然，萃取n次后溶質(zhì)在溶劑A中的剩余量mn應(yīng)為:在用一定量溶劑進(jìn)行萃取時(shí)，我們希望在A溶劑中剩余量越少越好，在上

式中KV恒小于1,所以n越大，mn就越小，即把一定量溶劑分成幾份多次萃KV+S取比一次萃取好。值得注意的是，上面的式子只適用于A、B兩種溶劑幾乎不互溶的情況。例如A是水，而B(niǎo)是苯、四氯化碳或氯仿時(shí)，上式適用；若B是與水有少量互溶的溶劑如乙醚則上式只為近似，但也能粗略地估計(jì)結(jié)果。例如，設(shè)已知15°C時(shí)正丁酸在水與苯中的分配系數(shù)k=1，若有100mL水3中含有4g正丁酸的溶液，用苯100mL進(jìn)行萃取，如用苯100mL一次萃取，則萃取后水中正丁酸剩余量為：13x100m=4x =1.0g1 \x100+100萃取效率為：匕1x100%=75%。4若用100mL苯以每次33.3mL萃取三次，則剩余量為：(1)-x100=0.5g=0.5g1-x100+33.313 丿萃取效率為：4—0.5x100%=87.5%。4從上面的計(jì)算可知，對(duì)一定量的溶劑，少量多次萃取效率要高于一次用全量萃取，但是當(dāng)萃取劑總量不變時(shí)，萃取次數(shù)（n）增加，S就要減少。當(dāng)n>5時(shí),n和S這兩種因素的影響幾乎抵消。再增加n，mn/（mn+1）的變化很小，所以一般同體積溶劑分為3~5次萃取即可。上面的分析也適合于由溶液中萃取出（或洗滌去）溶解的雜質(zhì)。萃取操作在實(shí)驗(yàn)室中用得最多的是水溶液中物質(zhì)的萃取，最常使用的萃取器皿為分液漏斗。操作時(shí)應(yīng)選擇容積較液體體積大一倍以上的分液漏斗，把活塞擦干，在活塞上涂少許凡士林，塞好后再把活塞向一個(gè)方向旋轉(zhuǎn)至透明。將分液漏斗的玻塞和活塞用橡皮筋套在漏斗上，并檢查玻塞和活塞是否漏水。然后將漏斗放在固定在鐵架上的鐵圈中，關(guān)好活塞，將要萃取的水溶液和萃取劑（一般為溶液體積的1/3）依次自上口倒入漏斗中，塞緊玻塞，取下分液漏斗振搖，使液層充分接觸。具體振蕩方法是：用右手緊握住分液漏斗的頸部，并緊緊頂住玻塞，用左手握住活塞，以拇指和食指壓住活塞柄，圖2-32分液漏斗的振搖傾斜倒置如圖2-32（1）所示。上下輕輕振搖，分液漏斗在振搖時(shí)，漏斗內(nèi)水及有機(jī)溶劑（如乙醚）會(huì)產(chǎn)生很大的蒸氣壓力，因此要經(jīng)常放氣如圖2-32（2），以解除分液漏斗內(nèi)的壓力。如不經(jīng)常放氣，蒸氣壓會(huì)超過(guò)外界大氣壓，塞子就可能被頂開(kāi)而出現(xiàn)漏液。放氣時(shí)將漏斗下管斜向上方（勿對(duì)著人?。?，用按著活塞的拇指和食指擰動(dòng)活塞使氣體放出，立即關(guān)閉活塞，繼續(xù)振搖。如此重復(fù)至放氣時(shí)只有很小壓力后，再劇烈振搖2?3min,然后將分液漏斗放回鐵圈中靜置。待兩層液體完全分開(kāi)后，打開(kāi)上面的玻塞（或旋轉(zhuǎn)玻塞對(duì)準(zhǔn)氣孔），再將活塞慢慢旋開(kāi)，下層液體自活塞放出。分液時(shí)一定要盡可能分離干凈，有時(shí)在兩相間可能出現(xiàn)的一些絮狀物也應(yīng)同時(shí)放出。然后將上層液體從分液漏斗的上口倒出，切不可從活塞放出，以免被殘留在漏斗頸上的第一種液體所玷污。將水溶液倒回分液漏斗中，再用新的萃取劑萃取，萃取次數(shù)取決于分配系數(shù)，一般需3?5次。將所有的萃取液合并，加入合適的干燥劑干燥，然后蒸去溶劑，萃取所得的有機(jī)物視其性質(zhì)可利用蒸餾、重結(jié)晶等方法純化。上述操作中的萃取劑是有機(jī)溶劑，它是根據(jù)“分配定律”使有機(jī)化合物從水溶液中被萃取出來(lái)。另一類萃取劑的萃取原理是利用它能與被萃取物質(zhì)起化學(xué)反應(yīng)，這種萃取通常用于從化合物中移去少量雜質(zhì)或分離混合物，操作方法與上面所述的相同。常用的這類萃取劑有5%氫氧化鈉水溶液，5%或10%碳酸鈉、碳酸氫鈉溶液，稀鹽酸、稀硫酸及濃硫酸等。堿性的萃取劑可從有機(jī)相中移去有機(jī)酸，或從溶于有機(jī)溶劑的有機(jī)化合物中除去酸性雜質(zhì)（使酸性雜質(zhì)形成鈉鹽溶于水中）。稀鹽酸及稀硫酸可從混合物中萃取出有機(jī)堿性物質(zhì)或用于除去堿性雜質(zhì)。濃硫酸還可從飽和烴中除去不飽和烴，從鹵代烷中除去醇及醚等。在萃取時(shí)，特別是當(dāng)溶液呈堿性時(shí)，常常會(huì)產(chǎn)生乳化現(xiàn)象；有時(shí)由于存在少量輕質(zhì)的沉淀、溶劑互溶、兩液相的相對(duì)密度相差較小等原因也可能使兩液相不能清晰地分開(kāi)而難以完全分離。破壞乳化的方法有以下幾種：較長(zhǎng)時(shí)間靜置。若因兩種溶劑（水與有機(jī)溶劑）能部分互溶而發(fā)生乳化，可以加入少量電解質(zhì)（如氯化鈉），利用鹽析作用加以破壞，在兩相相對(duì)密度相差很小時(shí)，也可以加入食鹽，以增加水相的相對(duì)密度。若因溶液堿性而產(chǎn)生乳化，常可加入少量稀硫酸或采用過(guò)濾等方法除去。此外根據(jù)不同情況，還可以加入其它破壞乳化的物質(zhì)如乙醇、磺化蓖麻油等。萃取溶劑的選擇要根據(jù)被萃取物質(zhì)在此溶劑中的溶解度而定，同時(shí)要易于和溶質(zhì)分開(kāi)，所以最好選用低沸點(diǎn)的溶劑，一般水溶性較小的物質(zhì)可用石油醚萃?。凰苄暂^大的可用苯或乙醚；水溶性很大的用乙酸乙酯。第一次萃取時(shí)，使用溶劑的量，常要較以后幾次多一些，這主要是為了補(bǔ)充溶劑稍溶于水而引起的損失。三、 實(shí)驗(yàn)用品移液管，分液漏斗，錐形瓶，滴定管，乙酸水溶液20mL,乙醚60mL,標(biāo)準(zhǔn)氫氧化鈉溶液，酚酞指示劑四、 實(shí)驗(yàn)步驟1.簡(jiǎn)單萃取用移液管準(zhǔn)確量取10mL冰醋酸與水的混合液（冰醋酸與水以1:19的體積比相混合），放入分液漏斗中，用30mL乙醚萃取。按上述方法進(jìn)行振搖和放氣，直至放氣時(shí)只有很小壓力后，再劇烈振搖2?3min。然后將分液漏斗放在鐵圈上靜置，待分液漏斗中的液體分成清晰的兩層后，旋開(kāi)活塞，放出下層水溶液于50mL錐形瓶中，加入1~2滴酚酞作指示劑，用標(biāo)準(zhǔn)氫氧化鈉溶液滴定。計(jì)算：（1） 留在水中的醋酸量及質(zhì)量分?jǐn)?shù)；（2）乙醚萃取的醋酸量及質(zhì)量分?jǐn)?shù)。2.多次萃取法準(zhǔn)確移取10mL冰醋酸與水的混合液于分液漏斗中，用10mL乙醚萃取。分去乙醚溶液，將水溶液再用10mL乙醚萃取，分出乙醚溶液后，將第二次剩余的水溶液再用10mL乙醚萃取。最后將用乙醚第三次萃取后的水溶液放入50mL錐形瓶中，用標(biāo)準(zhǔn)氫氧化鈉溶液滴定。計(jì)算：（1）留在水中的醋酸量及質(zhì)量分?jǐn)?shù)；（2） 乙醚萃取的醋酸量及質(zhì)量分?jǐn)?shù)。根據(jù)上述兩種不同步驟所得數(shù)據(jù)，比較萃取醋酸的效率。五、思考題若用下列溶劑萃取水溶液，它們將在上層還是下層？乙醚、氯仿、環(huán)己烷、苯。答：乙醚、環(huán)己烷、苯上層，氯仿在下層。用不相溶的溶劑從水中提取乙酸，你認(rèn)為哪種方法最有效？答：多次萃取。如果用有機(jī)溶劑提取水溶液，你不能確定分液漏斗中哪一層是有機(jī)層，如何迅速解決這個(gè)問(wèn)題？答:PH試紙測(cè)定一下，水層是酸性的。影響萃取法的萃取效率的因素有哪些？怎樣才能選擇好溶劑？答：用同量的溶劑，分多次用少量溶劑來(lái)萃取，其效率高于一次用全量溶劑來(lái)萃