螯合萃取是溶劑萃取中，極為重要的一種類型。螯合萃取在有色金屬銅等提取方面的成功套用，生產規模日益擴大，這些萃取劑的萃取速度往往較慢，試劑價格一般較貴，為減少投入運轉的試劑量，需要據一定原則研製新型萃取劑。
基本介紹
- 中文名：螯合萃取
- 外文名：Chelating extraction
- 學科：冶金工程
- 領域：冶煉
- 類型：溶劑萃取
- 套用：有色金屬銅提取
簡介,贅合萃取的影響因素,分配比下降的原因,螯合萃取劑的萃取,總結,
簡介
螯合萃取是溶劑萃取中，極為重要的一種類型。長期以來，由於新型螯合萃取劑的出現，克服了螯合萃取劑穩定性差、反萃取困難、油溶性小、萃取速度慢及價格昂貴等缺點，使螯合萃取在濕法冶金、製藥工業及化工中，日益獲得廣泛地套用。
人們對螯合萃取及其化學做了大量的研究工作。螯合萃取中協同效應的發現，越發引起了化學及冶金界的興趣。對螯合萃取及其協同效應的研究越來越多。
贅合萃取的影響因素
在贅合萃取的實踐中，影響的因素是多方面的。歸納起來有:酸度、螯合萃取劑的濃度、阻萃劑、生成螯合物的油溶性、螯合萃取劑的離解常數和分配常數、稀釋劑的種類、贅合物的穩定性、被萃取金屬的離子濃度、外來離子的種類及濃度、動力學因素以及溫度和其他因素。對這些因素還可進金屬螯合物的溶解度影響著螯合萃取。
只溶於水的金屬螯合物不能萃進有機相，既溶於水又溶於有機相的金屬螯合物，只能部分地被萃取，只有溶於有機相的金屬螯合物，才能完全萃進到有機相中。因為稀釋劑影響著金屬螯合物的溶解度和螯合萃取劑分配常數，對贅合萃取具有一定的影響作用。一般而言，對金屬螯合物溶解度大及螯合萃取劑分配常數久。大的稀釋劑具有最好的萃取率。如果稀釋劑的分子能取代金屬贅合物上配位的水分子，將對贅合萃取產生有利於萃取的協同作用。
外來離子對萃取也有影響，對此可用鹽析作用或排擠作用來解釋。有時還有這樣的現象，當某一元素單獨存在時，不被萃取，或者萃取率很小，但當有另一元素存在時，上述不易被萃取的元素也能被萃進到有機相中，這種萃取率增加的現象，是由於不易被萃取的元素與易被萃取的元素具有“接連”作用或者生成了新型螯合物。
螯合萃取劑與金屬離子生成螯合物的穩定性與萃取率和反萃取率都有關係。通常穩定常數越大，萃取平衡常數。就越大，萃取率也就越高，而實現反萃取也就越困難。螯合物的穩定性除受一般絡合物穩定性的因素影響外，還要考慮螯環的大小、環的數目、穩定化作用、干擾共振以及嫡效應等因素的影響。
分配比下降的原因
水相中金屬離子濃度增大，往往會使分配比下降，這是由於以下原因造成：
(1)水相中離子強度的改變；
(2)水相中聚合物的形成；
(3)由於形成螯合物，使螯合萃取劑的平衡濃度下降；
(4)被萃螯合物在有機相中溶解度限制了進一步的萃取。
在螯合萃取中，隨著溫度升高，萃取平衡常數會相應下降。一般說來，溫度對萃取影響的規律是使萃取率升高，隨著溫度升高傳遞速度和螯合反應速度都將增大；但由於兩相互溶度也增大，使兩相區域縮小，故而造成分配比降低。
溫度會影響到溶液的粘度和界面張力，粘度大不利於分相，故粘度越小越好。界面張力過大，使相接觸不良，過小，會發生乳化現象。
螯合萃取劑的萃取
螯合萃取劑的萃取能力既與配位基的鹼性大小有關，也與成鹽基團的酸性強弱有關。通常鹼性官能團的配位原子為氮、硫或氧。它們的電負性按氮、硫、氧的次序遞減，故鹼性配位能力是按如上次序遞增的。另方面，OH或SH基酸性越強，則形成螯合物的趨勢越大，即能夠在低的pH值下進行萃取。因此，在螯合萃取劑分子的適當位置上引入電負性的基團，使其酸性增加，就可以提高該螯合萃取劑的萃取能力。
螯合萃取劑分子中兩個活性基團的相對位置，幾何異構現象（順式，反式）及取代基的空間效應等因素，對萃取能力也都發生影響。螯合萃取中生成的螯合物之穩定性，要比組成和結構相似的絡合物穩定性高。關於這一問題可從熱力學上找到解釋。
總結
討論螯合物的穩定性時，人們早已注意到五原子環和六原子環的螯合物最為穩定，而前者往往比後者更穩定些。其原因可用張力學說說明。在形成螯環的過程中，螯環原子數目愈小似應愈易形成，但是三原子環或四原子環因為張力太大，通常不能形成。在螯合物中沒有或基本上沒有張力的最小環，一般是飽和的五原子環或具有共扼體系的配位體形成之六原子環。
