Mühazirə 11 Ekstraksiyanın aparılma üsulları. Ekstraksiyanın praktiki istifadə olunması

Ekstraksiyanın praktiki istifadə olunması. Ekstraksiya elementlər qarışığının ayrılması üçün daha geniş istifadə olunur. Bu məqsədlə əsasən seçici ekstragentlər tətbiq olunur. Məsələn, tərkibində kükürd saxlayan ekstragentlər (ditizon, ditiokarbaminatlar) kükürd donor atomuna hərislik göstərən elementləri (Cu, Ni, Co, Hg, Bi və s.) ayırır və maqneziumu, alüminiumu, skandiumu, nadir torpaq elementlərini, sirkoniumu, hafniumu isə heç bir şəraitdə ekstraksiya etmir. Belə ki, bu elementlər tərkibində kükürd saxlayan reagentlərlə qarşılıqlı təsirdə olmurlar.

Qrup ekstragentlərindən istifadə zamanı ekstraksiya şəraitini (pH, sistemin komponentlərinin qatılığı, durulaşdırıcı) dəyişməklə elementləri ayırmaq olar. Elementlərin ayrılması üçün daha çox 8-oksixinolin, ditizon, dietilditiokarbaminatlar, -diketonlar tətbiq olunur. Ekstraksiya şəraitini dəyişməklə maddələrin ayrılmasına dair bir neçə nümunəni nəzərdən keçirək. Məsələn, tenoiltriftor­asetonun benzolda məhlulunun köməyi ilə və sulu fazanın pH-nı dəyişməklə Th, Bi, U, Pb, Ac, Tl-u ayırmaq olar. Əgər ekstragent kimi durulaşdırıcısız asetilasetondan istifadə etsək, onda volfram ekstraksiya olunmur. Vanadium (V) asetilasetonun butanolda məhlulunda daha effektiv ekstraksiya olunur, nəinki, asetilasetonun xloroformda məhlulunda.

Elementlərin ayrılmasını yaxşılaşdırmaq üçün bir çox hallarda ekstraksiya pərdələyici maddələrin iştirakında aparılır. pH 9,4-də 8-oksixinolinin xloroformda məhlulu ilə ekstraksiya zamanı pərdələyici maddələrdən istifadə etməklə (çitrat ionundan) niobiumu tantal, volfram və molibdendən ayırmaq olar. Elementlərin miqdari ayrılmasına elementlərin oksidləşmə dərəcəsini və kinetik amilləri dəyişməklə, həmçinin mübadiləedici (dəyişdirici) ekstraksiyadan istifadə etməklə nail olmaq olar. Belə ki, dəmir(III) komplekslərinin əksəriyyəti turşu məhlullarından ekstraksiya olunurlar; dəmir(III) ionunun ikivalentli vəziyyətə qədər reduksiya olunması ekstraksiya olunmayan komplekslərin əmələ gəlməsinə səbəb olur, bu komplekslər yalnız qələvi mühitdə ekstraksiya olunurlar.

Əgər ekstragent kimi ekstraksiyaedici reagentin metal ionu ilə kompleksindən istifadə olunarsa, onda bu halda yalnız ekstraksiyaedici reagentlə daha davamlı kompleks əmələ gətirən elementlər ekstraksiya olunacaq. Komplekslər üçün dəyişmə reaksiyasının tənliyi aşağıdakı kimi olacaq

Onda dəyişmə sabitini aşağıdakı kimi ifadə etmək olar

.
Beləliklə, əgər  -sə, onda ionu metal ionunu sıxışdırıb çıxaracaq (əvəz edəcək). Qeyd edək ki, K_ex kompleksin davamlılıq sabitindən asılıdır, onda ekstraksiyaedici reagentin metal ionları ilə komplekslərinin davamlılıq sabitlərinin qiymətinə görə metalların bir-biri ilə əvəzolunma ardıcıllığını müəyyən etmək olar. Məsələn, kupferondan ekstragent kimi istifadə zamanı təcrübi olaraq aşağıdakı sıra müəyyən edilimişdir:
Mo(VI)Fe(III)Cu(II)In(III)Al(III)
Qatılaşdırma. Mikrokomponentlərin təyin olunma sərhəddinin aşağı salınmasını, makrokomponentlərin çıxarılmasını, həmçinin bəzən mikrokomponentlərin ayrılmasını qatılaşdırma ilə təmin edirlər. Mikrokomponentlərin qatılaşdırılması üçün xelatəmələgətirici ekstraksiyaedici reagentlər, məsələn, ditiokarbaminatlar, ditizon, 8-oksixinolin geniş tətbiq edilir. Adətən xelatəmələgətirici reagentlər bir neçə elementi ayırır (qrup halında qatılaşdırma). Konsentratda mikroelelementləri selektiv fiziki analiz metodlarından istifadə etməklə (atom-absorbsion, atom-emission, rentgenofluoresent) təyin edirlər. Selektiv ayrılma üçün seçici ekstragentlərdən istifadə olunur. Məsələn, gümüşün dağ süxuru, filiz və minerallardan ayrılması üçün trifenilfosfindən (C₆H₅)₃P istifadə olunur, bu zaman AgX(C₆H₅)₃P tərkibli koordinasion solvatlaşmış birləşmə ekstraksiya olunur, burada X-halogenid ionudur. İndividual qatılaşdırma üçün qrup reagentlərindən də istifadə etmək olar. Bu zaman ekstraksiya şəraitini (pH, pərdələyici maddənin daxil edilməsi) dəyişməklə ayrılmanın selektivliyinə nail olmaq olar. Adətən komponentlər həcmi sulu fazanın həcmindənbir neçə dəfə kiçik olan üzvi fazaya keçirilir. Başqa variant da ola bilər – matrisanın ayrılması və sulu fazada mikrokomponentlər ekstraktının alınması. Matrisa nisbətən sadə tərkibə malik, üzvi fazanın tutumu (həcmi) kifayət qədər böyük və ekstragent matrisaya qarşı selektiv olan halda bu üsuldan istifadə olunur. Belə ki, O-izopropil-N-etiltiokarbaminat

gümüşün makro- və mikromiqdarına qarşı yüksək ekstraksiya qabiliyyətinə malikdir. Bu reagentin xloroformda məhlulu ilə bir əməliyyata 99,9% gümüş ayrılır, bu zaman bir çox elementlər (Al, As, Ba, Be, Bi, Zn, Cd, Ni, Co, Cr, Cu, Fe, Ga, In, Mn, Pb, Sn, Te, Tl, V, Zr) sulu fazada qalır.

Tarazlığın öyrənilməsi. Metal ionunun paylanma əmsalının müxtəlif dəyişənlərdən (pH, sistemin komponentlərinin qatılığı) asılılığını ölçməklə (öyrənməklə) kompleks birləşmələrin tərkibini və davamlılıq sabitlərini təyin etmək olar. Belə ki, əgər ekstraksiya prosesində ML_n tərkibli kompleks əmələ gələrsə, onda birləşmiş liqandların sayını n və kompleksin davamlılıq sabitini hesablamaq olar. Xüsusi ədəbiyyatlarda yazılmış metodikaların köməyi ilə ümumi forması olan komplekslərin tərkibini və davamlılıq sabitlərini təyin etmək mümkündür.

Hazırda təmiz maddələrin tərkibində qarışıq şəkildə olan az miqdar komponentlərin təyini aktual məsələ olaraq qalmaqdadır, çünki atom sənayesinin və elektrotexnikanın bütün sahələrində daha təmiz maddələr tələb olunur.

Qatılaşma metodu ilə makrokomponentlərin mikrokomponentlərdən və əksinə ayrılması da əsas məsələ olaraq qalmaqdadır. Bu üsulla mikrokomponentlərin ayrılması instrumental analiz metodunun həssaslığını bir neçə dəfə artırmış olur.