ЭКСТРАКЦИЯbody{background-image : url(fonst.gif);background-repeat : repeat-y;}ЭКСТРАКЦИЯ. ПЕРВЫЕ ШАГИ ТеорияГлавной характеристикой любого экстракционногопроцесса, является коэффициент распределения (D). Коэффициент распределенияопределяется отношением концентрации экстрагирующегося вещества в органическойфазе к концентрации вещества в водной фазе после того, как наступило равновесие,т.е.D = Cорг /Сводн.(1)Для того чтобы понять, какая часть вещества перешла в органическую фазу, следует пользоваться другой характеристикой - коэффициентом извлечения (α), который является той долей вещества, что перешла в органическую фазу. Существует связь между коэффициентом распределения и коэффициентом извлечения: α = 1 / (1+Vводн/(D Vорг)),(2)гдеVводн - объем водной фазы;Vорг - объем органическойфазы.Из формулы видно, что чем больше объем органической фазы, тем большекоэффициент извлечения, т.е. тем больше вещества переходит в органическуюфазу. Коэффициент извлечения является важным аналитическим параметром,так как всегда важно знать при разработке аналитической методики полнотуизвлечения определяемого вещества.В экстракции существует золотое правило, которое гласит: если нельзяполно извлечь вещество за одну операцию, то это можно сделать гораздо эффективнеенесколькими последовательными процедурами с меньшими суммарными затратамиэкстрагента. Поясним сказанное на примере!Допустим, что мы используем экстракционную систему со следующими параметрами: D=4,Vводн=1мл, Vорг=1мл. Несложно рассчитать коэффициент извлечения. Он будет равен 0,8. Показатель извлечения очевидно мал. Для того чтобы хотя бы 99% вещества перешло в органическую фазу надо взять не 1 мл органики, а 25 мл. Подобного результата можно достичь, если провести 3-хкратную экстракцию, используя каждый раз свежую порцию экстрагента объемом 1 мл. Коэффициент суммарного извлечения (α общ) такой процедуры можно рассчитать по формуле: α общ =α (1+ (1-α )+(1-α )2+...+(1-α )n-1),(3)где n - число экстракционных процедур.Для нашего случая αобщ = 0,992, так как αобщ = 0,8(1+(1-0,8)+(1-0,8)2). Таким образом, вместо 25 мл мы использовали3мл.Следует обратить внимание на то, что употреблениеменьших объемов экстрагента предпочтительнее, так как концентрация анализируемоговещества в экстрагенте получается выше. Это важно для последующих аналитическихопераций!Говоря о коэффициенте распределения (D),как о константе, характеризующей свойства экстракционной системы, необходимосделать важную оговорку. Дело в том, что коэффициент распределения постоянентолько в том случае, если концентрация экстрагента существенно превосходитконцентрацию экстрагируемого вещества, потому что коэффициент распределенияявляется частным случаем общеизвестной термодинамической константы равновесия.Рассмотрим общий случай, когда исследуемое вещество A образует соединениес несколькими молекулам экстрагента (S) в органической фазе:A + m S <=> ASm.(4)Константа равновесия соединения будет иметьследующий вид:K =[A][S]m/[ASm].(5)Если пользоваться понятием коэффициента распределения,тоK = [S]m/D , так как D=[ASm]/[A].(6)Из этих формул видно, что коэффициент распределения(D) будет постоянен только в том случае, если расход экстрагента на образованиесоединения [ASm] будет исчезающемал.На основании данных о коэффициенте распределенияможно получить сведения о координации экстрагирующегося вещества с молекуламиэкстрагента. Для этого определяют коэффициенты распределения при различныхконцентрациях экстрагента. Тогда график экспериментальных результатов вкоординатах lgD от lg[S] будет прямой, наклон которой равен числу молекулэкстрагента на одну молекулы экстрагируемого вещества. Это следует из формулы(6), так какlgD = m lg[S] + lg(1/K).(7) Техника эксперимента Максимум, что нужно для организации экстракционногоэксперимента - это пробирки с притертыми стеклянными пробками и специальныепипетки с длинными концами для отбора органической (или водной) фазы послеэкстракции (см. рис 1).Рис. 1.Некоторые экспериментаторы используют вместо пробирок и пипеток делительные воронки, но я не рекомендую следовать их примеру. Во-первых, нелегко найти делительные воронки небольших объемов. Во-вторых, если кран делительной воронки заклинит, то открыть его, ничего не пролив, гораздо труднее, нежели вынуть заклинившую пробку из пробирки. Процедура экстракционного извлечения выглядитнезатейливо. В пробирку наливают отмеренную анализируемую пробу и растворэкстрагента в органическом растворителе. Пробирку закрывают пробкой и начинаютперемешивать содержимое осторожным встряхиванием. Время от времени пробиркуна время открывают. Это делают для того, чтобы газы органического растворителя,образующиеся при встряхивании, не выбили пробку из пробирки.Слишком интенсивно перемешивать не стоит,так как это приведет к образованию устойчивой эмульсии, которая будет разрушатьсянесколько дней. Если эмульсия все-таки образовалась, то смесь можно центрифугироватьдля лучшего расслаивания фаз.После перемешивания пробирку оставляютна несколько минут в покое до полного разделения фаз. Перед тем, как приступитьк отбору нужной для последующего анализа фазы, надо выяснить, какая из2-х фаз является органической - нижняя или верхняя. На этот случай естьпростое правило: поверхность разделафаз всегда выгнута в сторону водной фазы. Однако нет правила без исключения.Если в водной фазе присутствуют сильные поверхностно-активные вещества,то поверхность раздела может быть выгнута в сторону органической фазы.После того, как положение нужной фазы определено,отбирают пробу на анализ. Однако отобранная проба может быть мутной илисодержать капли инородной фазы. Для устранения этих нежелательных явленийпробу фильтруют через бумажный фильтр.