Экстрагирование проводят в делительных воронках, в этих воронках удобно отделять слои жидкостей.В некоторых случаях, когда коэффициент распределения не-велик, экстракцию проводят несколько раз. При этом каждый раз определенная доля вещества извлекается из водного рас-твора. Порции экстрагента затем объединяют и анализируют.В большинстве случаев для аналитических целей бывает достаточно 2--3 экстракций. В особо сложных случаях для раз-деления многих компонентов приходится применять многократ-ную противоточную экстракцию. Экстрагирование в сочетании с физико-химическими методами определения в настоящее время широко применяется в практике научно-исследовательских и заводских лабораторий. Применение экстракции позволяет извлекать вещества из очень разбавленных растворов, при этом экстрагируемое вещество количественно выделяется в чистом виде. Кроме того, экстракция дает возможность вы-делять и разделять вещества трудно или вовсе не разделяемые, другими методами.Предложены способы экстракции большинства элементов и многих классов соединений. В качестве факторов, влияющих на процесс извлечения, широко используют комплексообразование и регулирование рН. Варьирование условий экстракции открывает широкие воз-можности для аналитического применения ее с целью разделе-ния и отделения различных ионов друг от друга. Здесь указано несколько примеров влияния условий экстракции на ее ре-зультат:а) алюминий может быть отделен от железа и титана экст-ракцией хлороформом оксихинолятных комплексов этих метал-лов (при рН = 5 в хлороформный слой экстрагируется только оксихинолят алюминия);б) никель и кобальт могут быть отделены от всех других металлов экстракцией хлороформом их комплексов с б-бензоил-диоксимом в широком интервале рН;в) медь от многих металлов может быть отделена экстрак-цией гексанолом при рН = 7 в виде комплекса с батокупроионом;г) титан от железа и алюминия можно отделить экстракцией хлороформом при рН = 5,3 его комплекса с 8-оксихинальдином, от ниобия и -тантала - титан можно отделить экстракцией изоамиловым спиртом из раствора, содержащего тартрат аммония, купферонатного комплекса титана при рН = 5.Распределение вещества между двумя несмешивающимися жидкостями можно использовать для исследования равновесий комплексообразования. Распределяющимся веществом может быть лнганд или металлсодержащее соединение. Требование, чтобы две жидкие фазы, одной из которых обычно бывает вода или водный раствор, не смешивались, нередко выполняется час-тично. Если взаимная растворимость двух жидкостей значи-тельна, то необходимо учитывать изменение среды и влияние этого изменения на константы комплексообразования. При изу-чении равновесий комплексообразования в водных растворах в качестве второй жидкости используют органический раствори-тель. Экстракцию соединений можно контролировать рядом мето-дов. Наиболее общим является использование радиоактивных изотопов. Этот метод позволяет работать с очень низкими кон-центрациями металлов, что позволяет изучать моноядерные комплексы таких металлов, для которых характерно образова-ние полиядерных комплексов.Следовательно, данной концентрации распределяемого вещества в одной фазе в состоянии равновесия соответствует опредеденная концентрация в другой.Равновесие в процессах экстракции характеризует коэффициент распределения фи, который равен отношению равновесных концентраций экстрагируемого вещества в обеих жидких фазах — в экстракте и рафинате.В простейших системах достаточно разбавленных растворов, подчиняющихся закону Бертло — Нернста, при постоянной температуре коэффициент распределения не зависит от концентрации распределяемого вещества и где
— равновесные концентрации распределяемого вещества в экстракте и рафинате. В этом случае линия равновесия — прямая:
Если считать обе жидкие фазы нерастворимыми друг в друге, то каждая из фаз будет представлять собой двухкомпонентный раствор. В этом случае процесс экстракции по аналогии с другими массо-обменными процессами может быть изображен в координатах у — х.
При частичной взаимной растворимости жидких фаз каждая из них при экстракции будет представлять собой трехкомпонентный раствор. Составы трехкомпонентных смесей представляют в треугольной системе координат (рис. 19.2).
В вершинах равностороннего треугольника L, М, Е отложены составы частых (100%-ных) компонентов: растворитель исходного раствора L, экстрагент Е и распределяемое вещество М. Каждая точка на сторонах LM,ME и EL соответствует составу двухкомпо-нентных растворов.Площадь, заключенная внутри треугольника, соответствует составам трехкомпонентных растворов (тройным смесям). Для определения содержания каждого компонента в растворе на сторонах диаграммы нанесены шкалы отсчета. Длина каждой стороны принята за 100 % (массовых, объемных или мольных).Состав раствора или смеси определяется длиной отрезков, проведенных параллельно каждой стороне треугольника до пересечения с двумя другими.Например, точка N характеризует тройную смесь, состоящую из 30% растворителя L, 41% экстрагента Е и 30% распределяемого вещества М.
На треугольной диаграмме изображаются процессы измене- ния состава трехкомпонентных смесей. При прибавлении к раствору, характеризуемому точкой N (рис. 19.3, а), распределяемого вещества М содержание компонентов Е и L не изменяется, а точки, определяющие составы полученных растворов, будут находиться на прямой Afflf, приближаясь к вершине треугольника М, в зависимости от количества прибавленного компонента М.При извлечении распределяемого вещества М из смеси N и точки, соответствующие получаемым составам, будут лежать на прямой РМ, и чем более будет разбавлен раствор, тем ближе к стороне треугольника LE.
