1.3.6　物理萃取與化學(xué)萃取^［10］

從萃取機(jī)理分析，液液萃取過(guò)程可以分為簡(jiǎn)單分子萃取、中性絡(luò)合萃取、酸性絡(luò)合萃取、離子締合萃取和協(xié)同萃取5個(gè)類(lèi)型。如果按照萃取過(guò)程中萃取劑和待分離物質(zhì)之間是否發(fā)生化學(xué)反應(yīng)來(lái)分類(lèi)，萃取分離也可以分為物理萃取和化學(xué)萃取兩大類(lèi)。簡(jiǎn)單分子萃取屬于物理萃取，中性溶劑化絡(luò)合萃取、酸性絡(luò)合萃取、離子對(duì)締合萃取和協(xié)同萃取等則屬于化學(xué)萃取。

物理萃取是基本上不涉及化學(xué)反應(yīng)的物質(zhì)傳遞過(guò)程。它利用溶質(zhì)在兩種互不相溶的液相中不同的分配關(guān)系將其分離開(kāi)來(lái)。依據(jù)“相似相溶”規(guī)則，在不形成化合物的條件下，兩種物質(zhì)的分子大小與組成結(jié)構(gòu)越相似，它們之間的相互溶解度就越大。選擇物理萃取的萃取劑往往首先要依靠這一原則。物理萃取過(guò)程比較適合于回收和處理疏水性較強(qiáng)的溶質(zhì)體系，如含氮、含磷類(lèi)有機(jī)農(nóng)藥、除草劑以及硝基苯等。物理萃取對(duì)于極性有機(jī)物稀溶液的分離常常是不理想的。選擇分配系數(shù)大的溶劑作萃取劑時(shí)，該溶劑在水中的溶解度也大。這無(wú)疑會(huì)在工藝過(guò)程中帶來(lái)較大量的溶劑流失、二次污染或加重殘液脫溶劑的負(fù)荷。

許多液液萃取體系，其過(guò)程伴有化學(xué)反應(yīng)，即存在溶質(zhì)與萃取劑之間的化學(xué)作用。這類(lèi)伴有化學(xué)反應(yīng)的傳質(zhì)過(guò)程，一般稱(chēng)作化學(xué)萃取。無(wú)機(jī)酸、金屬離子（或金屬絡(luò)離子）等的化學(xué)萃取曾經(jīng)是十分活躍的領(lǐng)域，有關(guān)該類(lèi)過(guò)程的化學(xué)萃取機(jī)理已形成了比較成熟的系列成果，并匯集于多本溶劑萃取化學(xué)的專(zhuān)著和數(shù)以萬(wàn)計(jì)的各類(lèi)科學(xué)論文之中。

基于可逆絡(luò)合反應(yīng)的萃取分離方法（簡(jiǎn)稱(chēng)絡(luò)合萃取法）對(duì)于極性有機(jī)物稀溶液的分離具有高效性和高選擇性。在這類(lèi)工藝過(guò)程中，稀溶液中待分離溶質(zhì)與含有絡(luò)合劑的萃取溶劑相接觸，絡(luò)合劑與待分離溶質(zhì)反應(yīng)形成絡(luò)合物，并使其轉(zhuǎn)移至萃取相內(nèi)。第二步則是進(jìn)行逆向反應(yīng)使溶質(zhì)得以回收，萃取溶劑循環(huán)使用。待分離溶質(zhì)為極性有機(jī)物的絡(luò)合萃取的過(guò)程機(jī)理有其特定的復(fù)雜性。例如，由于絡(luò)合劑之間、絡(luò)合劑與稀釋劑之間、絡(luò)合劑與待分離溶質(zhì)之間、絡(luò)合劑與水分子之間都有出現(xiàn)氫鍵締合的可能，這就使有機(jī)相內(nèi)萃合物組成的確定十分復(fù)雜。又如，絡(luò)合萃取法分離過(guò)程中的絡(luò)合劑、稀釋劑及待分離溶質(zhì)都是有機(jī)化合物，這些有機(jī)化合物分子所擁有的特殊官能團(tuán)帶來(lái)的誘導(dǎo)效應(yīng)、共軛效應(yīng)以及空間位阻效應(yīng)等都將影響萃合物的成鍵機(jī)理等。近年來(lái)，絡(luò)合萃取工藝及過(guò)程機(jī)理的研究工作，已經(jīng)成為化工分離技術(shù)研究開(kāi)發(fā)的一個(gè)重要方面。