溶剂萃取技术在分析化学中的应用

张艳丽

摘 要：溶剂萃取技术是一种最基本的化学分离技术，具有选择性高、分离效果好和适应性强等特点。文章首先对溶剂萃取分离法进行了简单的介绍，其次分析了溶剂萃取技术在分析化学中的应用，希望为相关人员提供一定的参考价值。

关键词：溶剂萃取技术；分析化学；应用

溶剂萃取是一种在20世纪得到迅速发展的分离技术。它利用溶质在两种互不相溶或部分互溶的液相之间分配不同的性质来实现液体混合物的分离或提纯。由于它可以根据分离对象和要求选择适当的萃取剂和流程，所以具有选择性高，分离效果好和适应性强等特点。溶剂萃取具有悠久的历史。早在远古时期，人们就利用萃取方法来提取金属和中草药。

1溶剂萃取分离法概述

在众多的化学分离法中，溶剂萃取分离是较为基础的一种方法。溶剂萃取法主要是将不与水相融溶的有机溶剂添加到被分离物质的水溶液内，从而让水溶液内的一种或多种组分进入有机相，而另一种组分仍留在水相中，从而达到分离的目的。溶剂萃取分离法可用于大量元素的分离，又适合于微量元素的分离和富集。对于溶剂萃取分离法来说，其具有简单、快速、分离效果好的特点，尤其是在稀有元素与超纯物质分析中具有较为广泛的应用。因此，这种分离方法普遍地为原子能工业、材料工业、冶金、化工等部门的生产所采用。与此同时，溶剂萃取分离法也有一些缺陷。传统的溶剂萃取中，作为稀释剂的有机溶剂，大多数是挥发性很强的液体，如苯、甲苯、二甲苯、氯苯等，具有一定的毒性，直接对环境造成污染或影响人们的身体健康。

2溶剂萃取技术在分析化学中的应用

2.1超临界流体萃取

相比于传统的分离方法，超临界流体萃取具有非常多的优点，具体表现为：第一，流体速度决定着超临界流体的萃取能力，所以特别容易通过调节温度与压力来对其进行控制；第二，溶剂回收比较简单，能够节约大量的能源，通过采用等温降压或等压升温的方法就可以将萃取物与萃取剂分离；第三，超临界萃取工艺能够在比较低的温度下进行操作，所以在热敏组分中较为合适；第四，可较快地达到平衡；第五，超临界流体萃取的另一特点是很容易与其它分析方法联用，避免了样品转移的损失，少了人为误差，提高了样品分析整体的精密度与灵敏度。然而超临界流体萃取因需要较为庞大的仪器设备，限制了它在野外与现场的采样处理。超临界流体萃取应用领域包括高纯天然香料，药物有效成分等的萃取等。

2.2固相萃取-合成一段

对于固相萃取技术来说，其是一项比较老的样品制备技术，从1978年美国Waters首先将一次性固相萃取柱Sep-Pak投放市场以来，固相萃取技术得到了迅速发展。SPE是一种吸附剂萃取，它主要是通过在一次性萃取柱中填入样品，在柱上留下分析物与杂质，之后采用选择性溶剂来将杂质去除，对分析物进行洗脱，以实现分离的目的。其保留或洗脱的机制取决于被分析物与吸附剂表面的活性基团，以及被分析物与液相之间的分子间作用力。对于被分析物质来说，其亲和力如果强于介质与固相，就会保留分析物，然后用一种对被分析物亲和力更强的溶剂洗脱；当存在的介质较被分析物与固相之间亲和力更强时，则被分析物直接洗脱。

2.3膜萃取

膜萃取是将膜技术与萃取过程结合在一起的新型膜分离技术。一般来说，膜具有选择性的特点，所以膜萃取技术得到了十分广泛的应用。不同于萃取中液相以细小液滴的形式分散在另一液相中进行两相接触的情况，膜萃取中两相是在微孔膜表面相互接触面来进行物质传递的。由于被测物质和样品基质的性质不同，再加上起处理要求存在一定的区别，所以膜处理技术所采用的方式也各不相同，如静态法、搅拌法、顶空法及动态法以及支载液膜萃取、色谱膜技术等。最近几年来，出现了一种新型的处理液体样品的膜技术，即色谱膜技术，这种技术主要是将多孔聚四氟乙烯作为介质，这种介质具有两个大小不一样的孔穴，大的孔穴能够通过极性的分子，小的孔穴能够通过非极性或气体分子。由于小孔的毛细压力，极性分子被排斥在外。聚四氟乙烯分离介质外包了一层厚度为0.8mm的微孔聚四氟乙烯膜，样品溶液从水平方向流过，极性不同的萃取剂从垂直方向流过，正确控制两种液体的压力、流量及萃取器的容积等参数，可以使样品中极性与非极性或分配系数不同的组分得到连续萃取分离，并加以浓缩；这种技术不仅可以进行液——液萃取，也能进行液——气萃取。它已成功地用于测定水中环境类激素和空气中的二氧化硫，及空气中的氨。

2.4液萃取法

相比于传统的有机溶剂萃取法，液萃取法具有诸多的优点，如不挥发、无毒、安全、分离速度快、操作简便等。通常来说，萃取剂选择水溶性显色剂，两相分离后不需要进行重新处理，能够直接采用分光光度法来对被萃取物的浓度进行测定，从而保障整个萃取过程简便、快速。通过对这种体系的利用，可以进行水溶性带电荷物质的萃取。BapoBa等在1983年报道了水溶性高聚物的水溶液在无机盐存在下能分成两相。Zvaroa等提出了用其分离金属离子的设想。李步海等系统地研究了聚乙二醇2000-盐一水体系的分相条件，用偶氮肿、二甲酚橙、亚硝基R盐、PAR，高铁试剂、铬天青S、间磺酸基偶氮氯麟试剂、茜素S等光度显色剂作萃取剂，实现了不同金属离子的定址分离。

2.5三相萃取法

三相萃取体系具有富集倍数高、便于分离与测定的特点，所以逐渐受到越来越多人的重视。最早报道液——液萃取体系中第三相生成的是Healy。在进行萃取时，常常会发生第三相的问题，也就是两层有机相和一层水相。在两层有机相中，有一相体积比较小，但是其本身却存在很多所需萃取的元素，这种有机相就被称为是“第三相”。对于三相萃取体系来说，其中的水相体积、有机相体积及第三相体积呈现依次减小的态势。就元素本身而言，其会先由大量的水相中进入到体积比较小的有机相内，之后再由体积小的有机相中进入到第三相内，这就等同于两步富集过程，所以三相萃相体系的富集倍数就会得到现状的提升。在PbZ、Pt0+、Re+的萃取过程中这些元素能够从1升的水溶液被萃取人1毫升的第三相，富集倍數高达1000倍，比一般的液一液萃取体系增加了1-2个数量级。元素被萃人第三相以后，不仅富集倍数高，而且易于分离和测定。B.I.Petrov等指出，可以将粘稠的第三相转移到碳电极表面，直接用原子发射光谱法进行分析。已经有大约30种痕量元素被萃取后没有经过矿化而直接利用该法进行光谱分析。三相萃取法在痕量元素的预富集方面的优越性已得到广泛认可。

总的来说，通过对溶剂萃取技术的应用，可以很好的将物质分离开来。通过上述研究得知，溶剂萃取技术包含很多种，且每一种都有其独有的特点，因此，在实际的工作中，应掌握多种萃取方式，选取较为合理的方式对物质进行分离与萃取。

参考文献：

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[2]邢云，王贵方，李全民.分析化学中的溶剂萃取技术[J].理化检验（化学分册），2005，09：694-696+701.