Mở Đầu
Trong hoá học phân tích, phương pháp chiết đã trở thành phương pháp truyền thống. Nó được ứng dụng không chỉ để phân chia các nguyên tố mà còn được ứng dụng trong nhiều phương pháp công cụ để tăng độ nhạy của phép xác định. Trong việc nghiện cứu sự tạo phức và nhìn chung là sự nghiên cứu trạng thái của các chất trong dung dịch thì chiết đóng một vai trò đáng kể.
Hoá học chiết trước hết đây là hoá học của các dung dịch và các hợp chất phối trí. Các lý thuyết hiện đại về các dung dịch và các hợp chất phối trí là các lĩnh vực rộng lớn và đang được phát triển mạnh mẽ của hoá lí và hoá học vô cơ.
Khi nghiên cứu về một vấn đề nào đó của sự chiết, thì các đại lượng dùng trong chiết và các yếu tố ảnh hưởng đến hệ chiết cần phải tìm hiểu và nghiên cứu một cách kĩ càng. vì nó quyết định đến sự thành công của một phép chiết, cũng như một phép phân tích nào đó. vì thế nhà hoá học cần phải nghiên cứu nhiều vấn đề liên quan với nhau như: biết các dạng tồn tại ban đầu của nguyên tố trong dung dịch nước, tất cả các giai đoạn tương tác của nguyên tố với thuốc thử và dung môi, trạng thái của thuốc thử và của phức trong pha nước và pha hữu cơ. Từ những lí do trên chúng tôi đã chọn “ Tìm hiểu về chiết môth lần”. Trong đề tài này chúng tôi tập trung nghiên cứu những nội dung chính sau:
 Các khái niệm và đại lượng dùng trong chiết.
 Các yếu tố ảnh hưởng đến hệ chiết.
 Một số bài tập liên quan đến hệ chiết một lần.







néi dung
A. lý thuyÕt
1. Mét sè ®¹i l­îng, kh¸i niÖm dïng trong chiÕt.
1.1. Mét sè ®¹i l­îng dïng trong chiÕt
1.1.1. H»ng sè ph©n bè.
Gi¶ sö cã mét chÊt tan A ®­îc hoµ tan trong hai dung m«i (1) vµ (2) kh«ng trén lÉn vµo nhau. ChÊt tan A sÏ ®­îc ph©n bè gi÷a hai dung m«i:
A(1)  A(2)
Th«ng th­êng dung m«i (1) lµ n­íc, dung m«i (2) lµ dung m«i h÷u c¬.
Qu¸ tr×nh chÊt tan A chuyÓn tõ dung méi (1) sang dung m«i (2) ®­îc gäi lµ qu¸ tr×nh chiÕt.
Theo ®Þnh luËt ph©n bè ¸p dông cho c©n b»ng trªn ta cã:
Kd = (1.2)
ë ®©y: [A](2) nång ®é cña chÊt tan trong dung m«i 2.
[A](1) nång ®é cña chÊt tan trong dung m«i 1.
Nh­ vËy h»ng sè ph©n bè lµ tØ sè gi÷a nång ®é cña chÊt tan A trong t­íng h÷u c¬
1.1.2. HÖ sè ph©n bè
Khi chÊt tan A chØ tån t¹i ë mét d¹ng trong c¶ hai dung m«i, th× (2) ®­îc gäi lµ h»ng sè ph©n bè. Trong tr­êng hîp ch©t tan A tån t¹i ë nhiÒu d¹ng kh¸c nhau th× lóc ®ã ta sÏ thiÕt lËp ®­îc gi¸ trÞ gäi lµ hÖ sè ph©n bè.
HÖ sè ph©n bè lµ tû sè gi÷a tæng nång ®é c¸c d¹ng cña chÊt tan A trong t­íng h÷u c¬ vµ tæng nång ®é ph©n tÝch cña nã trong n­íc, cã thÓ chóng ta kh«ng cÇn l­u ý ®Õn c¸c d¹ng tån t¹i cña A. Vµ ký hiÖu b»ng ch÷ D.
D = (1.3)
VÝ dô. XÐt sù ph©n bè cña axit yÕu HA gi÷a dung m«i n­íc vµ dung m«i dietylete.
D = (1.4)
CHAhc: tæng nång ®é c¸c d¹ng cña HA trong pha h÷u c¬.
CHAnc: tæng nång ®é c¸c d¹ng cña HA trong pha n­íc.
CHAnc = [A-]nc + [HA]nc
Trong pha h÷u c¬ HA xem nh­ kh«ng ph©n ly nªn:
D = (1.5)
MÆt kh¸c axit HA lµ axit yÕu cã:
HA  A- + H+
Ka =  [A-] = (1.6)
Thay (1.6) vµo (1.5) ta cã:
D = (1.7)
D = . (1.8)
D = Kd. (1.9)
1.1.3. PhÇn tr¨m chiÕt(R%).
§Ó biÓu diÔn hiÖu suÊt chiÕt, ng­êi ta sö dông kh¸i niÖm phÇn tr¨m chiÕt, ký hiÖu b»ng R% ®­îc liªn hÖ qua biÓu thøc:
R% = .100 (1.10)
m1: l­îng chÊt chuyÓn vµo pha h÷u c¬.
m: l­îng chÊt ban ®Çu.
Gäi C1, C2 lµ nång ®é cña c¸c d¹ng chÊt chiÕt trong pha n­íc vµ pha h÷u c¬.
V1: thÓ tÝch pha n­íc.
V2 : thÓ tÝch pha h÷u c¬.
Ta cã: R% = .100 1.11)
§em chia tö vµ mÉu (1.11) cho C1V2 ta cã:
R% = .100 (1.12),
víi D = nªn: R% = .100 (1.13)

1.2.4. HÖ sè ph©n chia S:
Lµ tû sè c¸c hÖ sè ph©n bè cña hai chÊt tan cÇn ph©n chia
S = (1.14)
1.2.5. H»ng sè chiÕt.
Ta tiÕn hµnh cho ion kim lo¹i Mn+ t¹o phøc víi phèi tö HX, sau ®ã ®em chiÕt b»ng dung m«i h÷u c¬, c©n b»ng chiÕt x¶y ra nh­ sau:
M + n(HX)hc  (MXn)hc + nH+
Kch = (1.15)
Sau khi biÕn ®æi ta cã: Kch = )n.KdMXn. (1.16)
Víi:  lµ h»ng sè bÒn cña phøc MXn.
KdHX : hÖ sè ph©n bè cña phèi tö HX
KdMXn : hÖ sè ph©n bè cña phøc MXn
Ka : lµ h»ng sè ph©n ly cña axit HX
Kch : lµ h»ng sè chiÕt
H»ng sè chiÕt lµ ®¹i l­îng ®Æc tr­ng cho kh¶ n¨ng t¸ch ion kim lo¹i ra khái pha n­íc, gi¸ trÞ Kch cµng lín th× kh¶ n¨ng chiÕt cµng tèt.
2. Sù thiÕt lËp c©n b»ng mét lÇn.
Ta xÐt tr­êng hîp khi chiÕt chÊt tan tõ pha n­íc ®­îc chiÕt b»ng dung m«i h÷u c¬ cã tØ träng nhá h¬n 1g/ml. Nh­ vËy pha n­íc ë d­íi, cßn pha h÷u c¬ ë trªn.
Gäi C0 lµ nång ®é cña chÊt tan ban ®Çu trong pha n­íc.
Gäi C1 lµ nång ®é cña chÊt tan lóc c©n b»ng trong pha h÷u c¬.
Gäi C2 lµ nång ®é cña chÊt tan lóc c©n b»ng trong pha n­íc .
Gäi V1 lµ thÓ tÝch cña pha h÷u c¬.
Gäi V2 lµ thÓ tÝch cña pha n­íc.
Khi c©n b»ng, tØ sè c¸c nång ®é chung cña chÊt tan trong hai pha ®­îc thÓ hiÖn b»ng tØ sè:
D = (2.6)
ë ®©y, D vÉn lµ h»ng ®Þnh. L­îng thùc tÕ cña chÊt tan trong mçi pha phô thuéc vµo c¸c thÓ tÝch mçi pha.
L­îng mol chÊt tan ban ®Çu trong pha 2: C0V2.
Sau khi thiÕt lËp c©n b»ng:
Sè mol chÊt tan trong pha 1:C1V1.
Sè mol chÊt tan trong pha 2:C2V2.
Gäi P lµ phÇn chÊt tan trong pha 1 sau khi thiÕt lËp c©n b»ng:
P = (2.7)
Gäi Q lµ phÇn chÊt tan trong pha 2 sau khi thiÕt lËp c©n b»ng:
Q = = (2.8)
Gäi V lµ tØ sè c¸c thÓ tÝch: V = , ta nhËn ®­îc:
Q = (2.9)
P = = D.V.Q (2.10)
Nh÷ng tÝnh to¸n lo¹i nµy cÇn trong c¸c tr­êng hîp khi thùc hiÖn phÐp chiÕt ®Þnh l­îng. NÕu D ®­îc biÕt hoÆc cã thÓ ®o ®­îc, th× hiÖu qu¶ phÐp chiÕt mét lÇn ®¬n gi¶n b»ng P. NÕu phÐp chiÕt mét lÇn kh«ng ®¶m b¶o møc ®é ®ñ chiÕt th× gi¸ trÞ P t¨ng lªn do sù t¨ng V. §Ó tÝnh to¸n hµm l­îng phÇn tr¨m cña chÊt tan ®­îc chiÕt vµo pha 1, ta biÓu diÔn P trong phÇn tr¨m nh­ sau:
%chiÕt = R% = 100.P (2.11)
3. C¸c yÕu tè ¶nh h­ëng ®Õn hÖ chiÕt.
Khi nghiªn cøu mét hÖ chiÕt chóng ta ph¶i t×m nh÷ng ®iÒu kiÖn sao cho sù chiÕt ®¹t ®­îc hiÖu qu¶ chiÕt lµ tèt nhÊt,muèn thùc hiÖn ®­îc ®iÒu ®ã th× chóng ta cÇn ph¶i biÕt vµ lo¹i trõ nh÷ng yÕu tè ¶nh h­ëng ®Õn hÖ chiÕt nh­: C¸c yÕu tè ¶nh h­ëng tro pha n­íc, c¸c yÕu tè ¶nh trong pha h÷u c¬, ¶nh h­ëng cña thêi gian.
3.1 C¸c yÕu tè ¶nh h­ëng trong pha n­íc.
Trong pha n­íc cã rÊt nhiÒu yÕu tè ¶nh h­ëng nh­: pH, ¶nh h­ëng cña nång ®é thuèc thö, ¶nh h­ëng cña chÊt muèi vµ chÊt ®iÖn gi¶i, ¶nh h­ëng cña ph¶n øng t¹o phøc c¹nh tranh...
3.1.1 ¶nh h­ëng cña pH.
Ta cã thÓ xÐt qu¸ tr×nh chiÕt ion kim lo¹i Mn+ ®­îc t¹o thµnh gi÷a ion kim lo¹i víi thuèc thö t¹o phøc HX b»ng dung m«i h÷u c¬.
M + n(HX)hc  (MXn)hc + nH+
Kch = = DMXn. (3.1)
DMXn = Kch. (3.2)
Hay: lgD = lgKch + npH + nlg[HA]0 (3.3)
ë nång ®é c©n b»ng h»ng ®Þnh cña thuèc thö th× chiÕt nh­ ë ph­¬ng tr×nh (3.3) phô thuéc vµo pH cña pha n­íc. Trong vïng nµy ë ®©y biÓu thøc ®óng th× hÖ sè ph©n bè D cµng lín nÕu pH cµng cao. Sù t¨ng pH lªn 1 ®¬n vÞ lµm t¨ng hÖ sè ph©n bè lªn 10 lÇn ®èi víi ion kim lo¹i 1+, 100 lÇn ®èi víi ion kim lo¹i 2+, 1000 lÇn ®èi víi ion kim lo¹i 3+. Sù phô thuéc nh­ vËy th­êng quan s¸t ®­îc b»ng thùc nghiÖm, vÝ dô víi ®é dèc b»ng ba ®· nhËn ®­îc khi chiÕt tenoitrifloaxetonat cña scandi b»ng clorofom vµ b»ng c¸c dung m«i kh¸c (H 1).

H 1. Sù phô thuéc hÖ sè ph©n bè D cña tenoiltrifloaxetonat scan®i vµo pH khi chiÕt b»ng clorofom

VÝ dô vÒ ®­êng cong ®iÓn h×nh chiÕt c¸c hîp chÊt néi phøcvµo pH ®­îc vÏ ë h×nh 2. Nã ®­îc ®Æc tr­ng b»ng ba ®o¹n: Nh¸nh ®i lªn, vïng chiÕt cùc ®¹i vµ nh¸nh ®i xuèng. Sù chuyÓn dÇn tõ ®­êng th¼ng ®i lªn víi ®é dèc b»ng®­îc g©y ra do sù tån t¹i ë trong
pha n­íc c¸c phøc trung gian víi thuèc thö. Sù gi¶m chiÕ hÓ ®­îc g©y ra do nhiÒu nguyªn nh©n kh¸c nhau cã thÓ do sù thuû ph©n cña kim lo¹i.
Sù phô thuéc chiÕt vµo pH th­êng kh«ng gièng nhau ®èi víi c¸c nguyªn tè kh¸c nhau. §iÒu nµy cã ý nghÜa lín v× r»ng cho phÐp ®iÒu chØnh pH ta thùc hiÖn ®­îc Sù ph©n chia cã hiÖu c¸c nguyªn tè

H.2 Sù phô thuéc ®iÓn h×nh chiÕt c¸c hîp chÊt néi phøc vµo pH

Ta cÇn l­u ý r»ng kho¶ng pH cña sù chiÕt hoµn toµn mét nguyªn tè trïng víi kho¶ng pH trong ®ã hîp chÊt néi phøc t­¬ng øng bÞ kÕt tña. Møc ®é thu håi (phÇn tr¨m chiÕt) R cã ý nghÜaquan träng. HÖ sè ph©n bè cã liªn quan víi R b»ng biÓu thøc:
D = . (3.4)
Trong ®ã : V1 vµ V2 lµ thÓ tÝch cña c¸c pha n­íc vµ pha h÷u c¬. Sù phô thuéc R vµo pH ®­îc m« t¶ b»ng c¸c ®­êng cong cã d¹ng ch÷ s vµ cã d¹ng kh¸c nhau ®èi víi c¸c ion cã ®iÖn tÝch kh¸c nhau.


H.3. Møc ®é chiÕt c¸c nguyªn tè phô thuéc vµo pH vµ ®iÖn tÝch (n) cña ion kim lo¹i

3.1.2 ¶nh h­ëng cña c¸c chÊt muèi vµ chÊt ®iÖn gi¶i
§· cã nhiÒu sè liÖu cho thÊy nh÷ng l­îng lín c¸c muèi c¸c chÊt ®iÖn gi¶i cã mÆt trong pha n­íc cã thÓ g©y ¶nh h­ëng ®Õn viÖc chiÕt. C¸c nguyªn nh©n g©y ¶nh h­ëng nµy th­êng rÊt ®a d¹ng vµ trong nhiÒu tr­êng hîp kh«ng cho phÐp ®¸nh gi¸ tr­íc c¸c hiÖu øng cã thÓ cã.
VÊn ®Ò ¶nh h­ëng cña c¸c muèi cã ý nghÜa rÊt quan träng, ®Æc biÖt nÕu l­u ý r»ng trªn thùc tÕ chiÕt tõ c¸c dung dÞch cña c¸c muèi lµ lµ tr­êng hîp hay gÆp. Th­êng th× muèi nµy ®­îc t¹o thµnh tõ c¸c ion kim lo¹i víi anion cña c¸c axit nh­: HCl. HNO3, H2SO4 ®­îc dïng ®Ó hoµ tan hay trung hoµ c¸c mÉu. còng cã khi chÝnh ®èi t­îng ph©n tÝch lµ c¸c muèi nµy.
ViÖc nghiªn cøu vÒ ¶nh h­ëng cña c¸c muèi lµ rÊt cÇn thiÕt. Khi chän c¸c ®iÒu kiÖn chiÕt c¸c nguyªn tè tõ c¸c dung dÞch muèi th­êng dùa trªn c¸c sè liÖu cã trong c¸c tµi liÖu liªn quan ®Õn chiÕt b×nh th­êng khi kh«ng cã c¸c muèi, tuy nhiªn viÖc chän nh­ vËy cã thÓ kh«ng tèt.
A.Zolotov vµ c¸c céng t¸c viªn ®· nghiªn cøu ¶nh h­ëng cña c¸c muèi kh¸c nhau ®Õn chiÕt cña nhiÒu phøc nh­: 8-oxiquinolinat, phenylmetylbenzoylpyrazolonat, axetylaxetonat vµ mét sè phøc kh¸c. Ta cã thÓ ®­a ra vÝ dô vÒ viÖc chiÕt c¸c hîp chÊt néi phøc khi cã muèi.

B¶ng 1. ChiÕt c¸c hîp chÊt néi phøc khi cã muèi
Nguyªn tö
Dung m«i
[HA]
C¸c muèi vµ nång ®é cña chóng
pH50
lgDmax
Co(II)









Cu
Fe(III)



In

Mn
Ni
Sn(IV)


Cr

8-oxiquinolinat clorofom



R­îu izoamylic




Clorofom
Clorofom

Izoamylic

Clorofom

Izoamylic
Clorofom
Clorofom
Izoamylic
axetylaxetonat
Izoamylic

0,1




0,1




0,1
0,01

0,01

0,1

0,01
0,01
0,001
0,01

0,01
NaCl 3M NaBr 3M NaI 3M NaClO4 5M
CaCl2 3M
KCl 3M
NaCl 3M
NaBr 3M
NaI 3M
NaClO4 3M
KCl 3M
KCl 3M
NaI 3M
KCl 3M
NaI 3M
NaI 3M
NaI 3M
KCl 3M
KCl 3M
KCl 3M
KCl 3M

LiCl 3M
NaCl 3M
NaBr 3M
KCl 3M


3,76
3,48
2,95
3,28
2,85
3,44
3,2
3,2
3,6
3,22
1,73
1,89
2,54
1,54
3,66
2,2

6,92
2,93




4,8
4,52
5,2

2,1 2,3
2,5
2,5
3,0
2,3
2,3
2,3
2,3
2,3
1,0




>2
>2
1,8
0,4
0,6
1

-0,7
0,9
1,0
0,9


Sau ®©y cã thÓ dÉn ra mét sè vÝ dô cô thÓ.
Trªn h×nh 4 vµ 5 cã dÉn ra c¸c sè liÖu vÒ chiÕt cña 8-oxiquinolin s¾t (III). Nång ®é cña S¾t lµ 3,6.10-5 ion/l, nång ®é cña 8-oxiquinolin trong clorofom vµ izoamylic lµ 0,01 M. Ng­êi ta tiÕn hµnh chiÕt ë pH 0,5 – 4 khi kh«ng cã muèi vµ khi cã KCl 3M vµ NaI 3M. Tõ h×nh vÏ ta thÊy r»ng NaI øc chÕ m¹nh chiÕt, KCl g©y ¶nh h­ëng kh«ng lín.

H.4. ChiÕt s¾t (III) b»ng dung dÞchk 8 – oxiquinolin 0,01M trong clorofom

H.5. ChiÕt s¾t (III) b»ng c¸c dung dÞch 8 – oxiquinolin 0,01M trong r­îu izoamylic

Ng­êi ta tiÕn hµnh nghiªn cøu c¸c l­îng lín cña nhiÕu muèi ( NaBr, NaI, NaClO4, CaCl2) lªn sù chiÕt cña 8-oxiquinolinat coban(II) b»ng clorofom vµ r­îu izoamylic. Mét phÇn cña c¸c sè liÖu ®­îc dÉn ra trªn h×nh 6

H.6. ChiÕt coban(10-5M) b»ng dung dÞch 8 – oxiquinolin 0,1M khi cã muèi(3M)
¶nh h­ëng g©y ra bëi mét sè muèi lªn sù chiÕt cña hîp chÊt canxi(5,18.10-4) víi 1-phenyl-3-metyl-4-benzoyl-pyrazalon-5(PMBP) lµ rÊt lý thó. §Ó chiÕt ng­êi ta dïng dung dÞch PMBP 0,01M trong r­îu izoamylic, LiCl øc chÕ m¹nh chiÕt.

H.7. ChiÕt canxi b»ng dung dÞch PMBP 0,01M trong r­îu izoamylic
khi cã KCl 3M vµ LiCl 3M. (1) không có muối, (2) KCl,(3) LiCl

Qua mét sè vÝ dô cho ta thÊy r»ng muèi vµ chÊt ®iÖn gi¶i cã ¶nh h­ëng ®Õn qu¸ tr×nh chiÕt, tuy nhiªn vÒ mÆt thùc hµnh th× cã thÓ ®­a ra mét kÕt luËn chung nh­ sau: phÇn lín c¸c muèi th«ng dông nh­ c¸c muèi clorua, nitrat, sunfat, peclorat lµm thay ®æi chiÕt c¸c hîp chÊt néi phøc ë mét møc ®é nhÊt ®Þnh, nh­ng th­êng th× nh÷ng biÕn ®æi nµy kh«ng cã ®Æc tÝnh b¾t buéc.Trong mét sè tr­êng hîp , khi ¶nh h­ëng cña muèi lµ ®¸ng kÓ th× viÖc chiÕt tõ c¸c dung dÞch muèi thËm chÝ cã thÓ ®­îc dïng ®Ó t¨ng ®é chän läc cña phÐp chiÕt, ngoµi ra cßn lµm sù t¸ch ®­îc hoµn toµn.
3.1.3 ¶nh h­ëng cña ph¶n øng t¹o phøc c¹nh tranh.
Khi chiÕt phøc kim lo¹i b»ng dung m«i h÷u c¬, ngoµi ph¶n øng cña ion kim lo¹i víi thuèc thö, ion kim lo¹i cßn tham gia vµo ph¶n øng phô víi c¸c ion cã trong pha n­íc.
C¸c d¹ng phøc kh¸c nhau cña ion kim lo¹i cã trong pha n­íc: MXi, M(OH)j,MXp, …ta cã biÓu thøc biÓu thÞ hÖ sè ph©n bè nh­ sau:
D = (3.5)
Víi: [MXi]: Tæng nång ®é c¸c d¹ng phøc cña ion kim lo¹i víi phèi tö t¹o phøc(trõ MXn)
[M(OH)j]: Tæng nång ®é c¸c d¹ng phøc hidroxo cña ion kim lo¹i M
[MXi]: Tæng nång ®é c¸c d¹ng phøc cña ion kim lo¹i víi c¸c phèi tö l¹ cã trong pha n­íc. B©y giê ta chØ xÐt mét sè trõ¬ng hîp cô thÓ.
a. Tr­êng hîp 1.
Chóng ta chØ xÐt ®Õn c¸c d¹ng phøc bËc thÊp cña ion kim lo¹i víi phèi tö t¹o phøc HX.
LÊy tr­êng hîp chiÕt thori b»ng axetylaxeton trong benzen. Trong dung dÞch n­íc chØ xÐt sù tån t¹i d¹ng phøc bËc thÊp cña thori: ThX3+, ThX, ThX, Kh«ng xÐt ®Õn c¸c phøc hidroxo. H»ng sè ph©n bè D viÕt l¹i lµ:
D = (3.6)
§Æt = i[X-] (3.7)
Ta cã: D = (3.8)
ë gi¸ trÞ pH thÊp thuèc thö HX tån t¹i chñ yÕu ë d¹ng kh«ng ph©n ly HX ®­îc chiÕt lªn pha h÷u c¬.
MÆt kh¸c ta cã: [X-]nc = = (3.9)
Thay gi¸ trÞ (3.9) vµo (3.7) ta cã:
= i. ()I (3.10)
Sau khi biÕn ®æi ta cã h»ng sè ph©n bè D lµ:
D= (3.11)
NÕu >> 1 th×:
D = ()n...KdMXn. (3.12)
b. Tr­êng hîp 2.
Tr­êng hîp trong pha n­íc ngoµi phøc MXn, cßn tån t¹i c¸c d¹ng phøc MY, MY2, MY3,…MYp ®­îc t¹o thµnh gi÷a ion kim lo¹i M víi phèi tö l¹ Y. Bá qua c¸c d¹ng phøc bËc thÊp vµ dang phøc hidroxo ta cã:
D = (3.13)

§Æt = i[Y] (3.14)

T­¬ng tù ta cã : D = (3.15)

3.4. ¶nh h­ëng cña nhiÖt ®é.
ViÖc ®¸nh gi¸ mét c¸ch chÝnh x¸c ¶nh h­ëng cña nhiÖt ®é lªn chiÕt lµ t­¬ng ®èi khã kh¨n. Khi cã sù thay ®æi nhiÖt th× tÊt c¶ c¸c h»ng sè g©y ¶nh h­ëng lªn qu¸ tr×nh chiÕt ®Òu thay ®æi, mÆt kh¸c c¸c thay ®æi nµy hoµn toµn ®a d¹ng vÒ ®Æc tÝnh.
VÒ mÆt thùc nghiÖm th× ¶nh h­ëng cña nhiÖt ®é lªn chiÕt cßn Ýt ®­îc nghiªn cøu, tuy nhiªn c¸c sè liÖu cã ®­îc ®· nãi r»ng víi sù t¨ng nhiÖt ®é th× sù chiÕt gi¶m dÇn.
D­íi ®©y cã vÝ dô vÒ c«ng tr×nh ®· ®­îc §eier vµ Svaitxe nghiªn cøu, c¸c t¸c gi¶ ®· chØ ra r»ng khi t¨ng nhiÖt ®é th× h»ng sè chiÕt bÞ gi¶m ®i.
B¶ng 2. C¸c h»ng sè chiÕt cña ®ithizon b¹c phô thuéc vµo nhiÑt ®é. Lùc ion pha n­íc = 1, pha h÷u c¬ 10-5M dung dÞch ®ithizon trong clorofom hay trong tetraclorua cacbon
Dung m«i
NhiÖt ®é,0C
lgKch
Clorofom






Tetraclorua cacbon
25
30
35
40
45
50
55
30
35
45
55
5,9
5,8
5,5
5,3
5,0
4,9
4,8
6,5
6,3
5,8
5,3


Ng­êi ta vÉn nghiªn cøu tØ mû ¶nh h­ëng cña nhiÖt ®é lªn chiÕt cña oxiquinolin vµ oxiquinolinatcaddimi. Sù t¨ng nhiÖt ®é dÉn ®Õn sù gi¶m chiÕt cña cadimi. H»ng sè chiÕt vµ h»ng sè ph©n bè gi¶m. Víi sù t¨ng nhiÖt ®é h»ng sè ph©n bè cña oxiquinolin còng gi¶m ®i, h»ng sè ph©n ly cña thuèc thö t¨ng lªn

B¶ng 3. C¸c h»ng sè ®Æc tr­ng cho chiÕt cña oxiquinolin vµ oxiquinolinatca®imi phô thuéc vµo nhiÖt ®é. Pha h÷u c¬: dung dÞch oxiquinolin 0,1M trong clorofom
NhiÖt ®é
pKHA
lgKch
pH50
lgMA
0
18
25
30
40
50
9,9
9,8
9,7
9,7
9,6
9,5
-4,4
-5,6
-6,1
-6,4
-7,2
-7,6
4,2
4,8
5
5,2
5,6
5,8
21,2
20,1
19,5
19,4
18,6
18,1


3.5. ¶nh h­ëng cña dung m«i h÷u c¬
Trong nhiÒu tr­êng hîp th× b¶n chÊt cña dung m«i h÷u c¬ g©y ¶nh h­ëng lªn chiÕt. C¸c tham sè c¬ b¶n mµ gi¸ trÞ cña chóng x¸c ®Þnh trùc tiÕp bëi dung m«i lµ c¸c h»ng sè ph©n bè cña thuèc thö vµ cña phøc. Ngoµi ra nÕu dung m«i hoµ tan ®¸ng kÓ trong n­íc th× cßn ¶nh h­ëng lªn h»ng sè ph©n ly cña thuèc thö vµ h»ng sè bÒn cña phøc.
C¸c hiÖu øng ®¸ng kÓ nhÊt ®­îc g©y ra bëi dung m«i h÷u c¬ quan s¸t ®­îc lµ khi chiÕt c¸c hîp chÊt néi phøc ch­a b¶o hoµ phèi trÝ vµ phøc tÝch ®iÖn. Tuy nhiªn trong mét sè tr­êng hîp phøc d¹ng MAn th× b¶n chÊt cña m«i còng kh«ng thÓ bá qua. Ta cã thÓ dÉn ra mét vÝ dô vÒ sù ¶nh h­ëng cña dung m«i mÆc dÇu nã kh«ng lín l¾m.



B¶ng 4. C¸c h»ng sè chiÕt vµ pH50 (1,8.10-3MHA) cña ®ithizon kÏm ®èi víi c¸c dung m«i kh¸c nhau
Dung m«i
Kch
pH50
Cloruafom
Metylenclorua
Benzen
Clobenzen
Tetracloruacacbon
0,03
1
8
20
1,9
3,5
2,7
2,3
2,1
1,9

Trong nhiÒu tr­êng hîp khi chiÕt chóng ta gÆp mét sè yÕu tè kh«ng dÔ chÞu lµ sù ph©n huû dung m«i h÷u c¬. C¸c s¶n phÈm ph©n huû cã thÓ g©y ra c¸c hiÖu kh«ng mong muèn, vÝ dô vÒ sù thay ®æi ho¸ trÞ cña kim lo¹i hay sù che giÊu.

B¶ng 5. C¸c tÝnh chÊt cña mét sè dung m«i th­êng gÆp
Dng m«i
H»ng sè ®iÖn m«i
Momen l­ìng cùc
NhiÖt ®é nãng ch¶y
Khèi l­îng riªng
§é tan trong n­íc
Hecxan
Tetraclorua cacbon
Benzen
Cyclohecxan
Toluen
Cacbon ®isunfua
§iamyl ete
§ibutyl ete
§iizopropyl ete
§ietyl ete
Aminoaxetat
Clorofom
Tributylphotphat
1,9
2,2
2,3
2.3
2,4
2,7
3,1
3,1
3,9
4,4
4,8
4,9
8,0
0
0
0
0
0,4
0

1,2
1,2
1,2
1,9
1,2

69
77
80
81
111
46
187
142
68
35
142
61
289
0,66
1,58
0,88
0,78
0,87
1,27
0,78
0,77
0,72
0,71
0,88
1,49
0,97
0,01
0,08
0,08

0,05
0,2

0,3
0,9
0,9
0,2
0,8
0,58

Kh¶ n¨ng nhËn ®­îc dung m«i ®ñ s¹ch lµ mét ®iÒu kiÖn quan träng. Trong mét sè tr­êng hîp viÖc dïng c¸c hçn hîp dung m«i còng cã ý nghÜa lín, ë ®©y nã t¹o ra kh¶ n¨ng cã ®­îc c¸c tÝnh chÊt do sù tæ hîp c¸c dung m«i mµ mçi mét dung m«i trong nh÷ng tr­êng hîp riªng rÎ kh«ng thÓ cã ®­îc.








B. Bài tập


Câu 1. Hệ số phân bố Kd của axit yếu HA giữa nước và điettylete là 800, hằng số phân ly của axit HA là Ka = 1,5.10-5. Tính nồng độ axit HA còn lại trong pha nước nếu ta đem 50 ml axit HA 0,05M chiết bănngf 25 ml đietylete ở pH=2 và pH = 8.
Giải.
Ở pH = 2 thì [H+] = 10-2 M
Theo công thức tính hằng số phân bố ta có:
D = Kd. = 800. = 799.
Số mol HA ban đầu: 0,05.50.10-3 = 2,5.10-3
Số mol HA được phân bố giữa hai dung môi:
2,5. = 50.CHAnc + 25CHahc.
CHAnc , CHahc: tổng nồng độ của axit HA trong pha hữu cơ v à pha nước.
Mặt khác ta có: Kd = 799 = → CHahc = 799.CHanc
Như vậy: 2,5. = 50.CHAnc + 25.799.CHanc
Suy ra: CHanc = 1,25.10-4.
ở pH = 8 → [H+] = 10-8
D = = 0,533.
Tương tự như vậy ta có: 2,5 = 50.CHanc + 25.0,533.CHanc
Suy ra: CHanc = 3,95.10-2 .
Câu 2. Hệ số phân bố của I2 giữa CCl4 và H2O là 85. Tính nồng độ I2 còn lại trong pha nước nếu ta đem 50ml dung dịch I2 10-3 chiết bằng CCl4 theo các cách sau:
• Chiết 1 lần bằng 50 ml dung dịch CCl4
• Chiết 2 lần mỗi lần bằng 25 ml dung dịch CCl4
• Chiết 5 lần mỗi lần bằng 10 ml dung dịch CCl4
Giải.
Áp dụng công thức CI2(1) = C0. = 10-3. = 1,16.10-5
Câu 3. Hợp chất X có hệ số phân bố giữa nước và benzen là 2,7. Cho 50 ml dung dịch chứa 4,5 mg chất X. Hãy tính V của benzen cần dùng để chiết 99% chất X bằng 1 lần chiết. Nếu muốn chiết được 99% chất X thì cần mấy lần chiết với 50ml benzen
Giải
Khi chiết được 99% chất X thì C1 = 1%C0.
Áp dung công thức ta có:
1%C0 = C0 → V2 = = = 1833,3
Câu 4. Người ta chiết thori axetylaxetonat bằng 1 = 7.107benzen ở điều kiện Ka = 1,17.10-9, KdMXn = 315, KdHX =5,95; 1 = 7.107;
2 = 3,8.1015 ; 3 = 7,2.1021; 4 = 7,2.1026. Tính phần trăm chiết thori ở pH = 6 nếu nồng độ cân bằng cuối cùng của axetylaxeton trong pha hữu cơ 10-3, =
Theo phương trình ta có:
= 2.10-7
Và = 1+ 7.107.2.10-7 + 3,8.1015.4.10-14 + 7,2.10-21.8.10-21 = 225
Và = 210
Vậy: D = = = 1,49 → R = 23%.
Câu 5. Người ta chiết Cu2+ 10-4M bằng đithizon được hòa tan trong CCl4 có mặt EDTA 10-2M. Tính hệ số phân bố ở các giá trị pH = 2 và pH = 4. Hằng số bền của phức Cu2+ với EDTA là 1018,8
Câu 6. Bằng thực nghiệm người ta tìm thấy được rằng 90% phenol thay thế được chiết từ nước bằng một thế tích bằng nhau của benzen, phần trăm chiết của phenol thay thế sẽ bằng bao nhiêu, nếu thể tích của benzen gấp đôi.
Câu 7. Hẫy tính phần chất tan A được chiết bằng 50ml một dung môi hữu cơ không trộn lẫn với nước từ 100ml của pha nước nếu hệ số phân bố của chất tan bằng 80 và A tồn tại trong mỗi pha ở dạng một phần tử monome.