萃取和洗涤
萃取和洗涤
萃取和洗涤是利用物质（溶质或杂质）在互不相溶的溶剂中的溶解度不同，使物质从一种溶剂（或固体）向另一种溶剂进行转移的操作。萃取和洗涤在原理上是一样的，只是目的不同。从混合物中抽取的物质，如果是我们所需要的，这种操作叫做萃取或提取；如果是我们所不要的，这种操作叫做洗涤。按萃取两相的不同，可分为液-液萃取和液-固萃取等。
2.1.1液-液萃取
1．萃取操作
最常使用的萃取仪器为分液漏斗。萃取操作通常可分为三步进行：
⑴ 加入液体 取出活塞，擦干活塞与磨口，在活塞的大头部位与磨口的小口部位分别涂上一层薄薄的凡士林，旋紧活塞。将分液漏斗放在铁架台上的铁圈中，将待萃取的水溶液和萃取剂依次倒入分液漏斗中，塞紧顶塞。
⑵ 振摇和排气 取下分液漏斗，用右手握住漏斗颈并用手掌顶住漏斗顶塞，左手握住漏斗活塞处，拇指压紧活塞，食指和中指分叉在活塞背面。使漏斗处于45°角，前后小心振摇。开始时，振摇要慢，振摇后要小心地进行排气。通常需进行三次振摇，三次排气。
⑶ 静置与分液 把分液漏斗放回铁圈中，将顶塞上的小槽对准漏斗上的通气孔，静置3~5min。待液体完全分层后，打开上面的顶塞，再缓缓旋开活塞，将下层液体放出，上层液体从分液漏斗的上口倒出。
将水层溶液倒回分液漏斗中，加入新的萃取剂继续萃取。重复上述操作，萃取次数一般为3~5次。如果被萃取物在原溶液中的溶解度比在萃取剂中大，就必须应用大量萃取剂并经多次萃取或采用连续萃取。
萃取程序如图2.1-1所示。
加入液体 振摇和排气 静置与分液
图2.1-1 萃取程序
2．萃取方法及目的
⑴ 用稀酸萃取 通常用5％的盐酸水溶液进行萃取，目的在于除去有机物料中的碱性杂质。
⑵ 用稀碱萃取 通常用5％的碳酸氢钠或碳酸钠水溶液进行萃取，也可以用稀氢氧化钠进行萃取，目的在于除去有机物料中的酸性杂质。
⑶ 用浓硫酸萃取 目的在于除去饱和烃中的不饱和烃，除去卤代烃中的不饱和烃、醇和醚等。
⑷ 用水萃取 目的在于除去有机物中的无机盐、强酸、强碱，水溶性的醇、羧酸、胺等小分子的极性物质。用酸或碱所进行的萃取之后，也常再用水萃取，以保证除去所有微量的酸或碱。
⑸ 用有机溶剂萃取 目的在于将水溶液中的可溶于有机溶剂中的有机物转移到有机溶剂中。
萃取实例：
以上通过蒸馏去醚而得到酮。而用酸、碱水溶液萃取之物要用碱、酸中和后再用有机溶剂（如乙醚）萃取转移至有机溶剂中，然后蒸去有机溶剂即可分离获得各种纯化合物。
3．萃取效率
⑴ 分配系数
萃取过程是溶质在两种互不相溶的溶剂中的分配过程，分配达到平衡以后，溶质在每层中的浓度之比为一常数，这个常数叫分配系数：
K = C2 / C1
C2和C1分别为平衡时溶质A在溶剂2和溶剂1中的浓度，以克/升表示。
⑵ 萃取效率
在分配系数给定的情况下，用几小份溶剂分几次萃取始终比用一大份溶剂单独一次萃取要好。
例如：假设拟进行一次特定的萃取，分配系数为10，体系由100ml水（溶剂1）和溶于其中的5.0克有机物（溶质）组成，比较用三次50ml乙醚（溶剂2）萃取的效率与用一次150ml乙醚萃取的效率。
解：设留在水相中的有机物为xg，则一次用150ml乙醚萃取的结果为：
K = 10 = [(5-x)/150] / (x/100) x = 0.31 g （水层）
如果用150ml乙醚分三次（每次50ml）萃取，则：
第一次萃取：
K = 10 = [(5-x)/50] / (x/100) x = 0.83 g （水层）
萃取出：5-x = 4.17 g （乙醚层）
第二次萃取：
K = 10 = [(0.83-x)/50] / (x/100) x = 0.14 g （水层）
萃取出：0.83-x = 0.69 g （乙醚层）
第三次萃取：
K = 10 = [(0.14-x)/50] / (x/100) x = 0.02 g （水层）
萃取出：0.14-x = 0.12 g （乙醚层）
三次萃取量合计：4.17+0.69+0.12 = 4.98 g
由此可见，用份量较小的三分乙醚萃取三次比用一大份乙醚萃取一次，能从水相多提出0.29g溶质，这一差值相当于总物料量的5.8%。
⑶ 萃取溶剂的选择
原则上要求溶剂在水中几乎不溶或溶解度很小，溶质在溶剂中的溶解度要比在水中的溶解度大很多，溶剂与溶质不反应，溶剂易于蒸馏回收，价格低、毒性小、不易燃等。常用的溶剂有乙醚、苯、四氯化碳、氯仿、二氯甲烷、石油醚、二氯乙烷、正丁醇、乙酸乙酯等。
4．乳浊液及破乳的窍门
乳浊液是一种液体在另一种液体中的胶体悬浮液。当将一种有机溶剂和水溶液剧烈混合时，有机溶剂的微粒往往会悬浮在水溶液中，从而形成乳浊液。若溶液中存在胶质或粘稠物料，乳浊液现象更加严重。溶液呈碱性时，常产生乳化现象；少量轻质沉淀，两液相比重相近，两溶剂部分互溶等均可引起分层不清晰，层间有絮状物现象。以上现象是萃取操作中经常出现，但又很难处理的问题。幸运的是有几种“窍门”可用来帮助破乳：
⑴ 如果溶剂之一是水，那么加入饱和氯化钠水溶液有助于破乳。这样做可使水层和有机层降低相互溶解从而促进其分层，因为它们通常是由于有些相互溶解而在最初形成了乳浊液。
⑵ 加入几滴水溶性洗涤剂、酸、碱或醇可能有助于破乳。
⑶ 重力过滤往往有助于破乳，过滤作用除去了胶体粒子，许多情况下，一旦胶体被除去，乳浊液现象即会消失。
⑷ 较长时间放置，旋摇、缓慢搅拌也可能有所帮助。
⑸ 如果已知一个溶液有形成乳浊液的倾向，那么混合时应该缓慢，振摇时不宜剧烈。要用缓慢的旋摇进行萃取而不要振摇，或者用缓缓地将分液漏斗翻转数次的办法也行。
2.1.1液-固萃取
液-固萃取的原理和液-液萃取类似。常用的方法有浸取法和连续提取法。
1．浸取法
常用于天然产物的提取，最熟悉的例子就是中药的熬制。将萃取剂加到待萃取的固体物质中加热，使易溶于萃取剂的物质被提取出来，然后再用其他方法纯化。
2．连续萃取法
一般使用索氏提取器（图2.1-2）来进行。整套索氏提取器由圆底烧瓶、提取筒和回流冷凝管组成。将滤纸做成与提取器大小相适应的套袋，然后把固体混合物放置在纸套袋内，装入提取筒内。溶剂的蒸气从烧瓶进入到冷凝管中，冷凝后，回流到固体混合物里，溶剂在提取筒内到达一定高度时，就和所提取的物质一同从侧面的虹吸管流入烧瓶中。溶剂经过反复循环流动，即可将所要提取的物质集中到下面的烧瓶里。
