ЕКСТРАКЦІЯ В АНАЛІТИЧНІЙ ХІМІЇ

ЕКСТРАКЦІЯ В АНАЛІТИЧНІЙ ХІМІЇ — універсальний, простий експресний метод фазового розподілу та концентрування основних компонентів, що аналізують. Його широко використовують в аналітичній хімії з метою селективного добування елементів із сумішей для кількісного визначення та встановлення вмісту домішок у сполуках, що дуже важливо при одержанні особливо чистих речовин. При рідинній екстракції відбувається рівноважний розподіл компонентів між рідинними фазами, які не змішуються, напр. водною та органічною. Екстракція неелектролітів не супроводжується хімічними реакціями і відбувається за механізмом фізичного розподілу. Кількісна характеристика цього процесу — коефіцієнт розподілу σ, який розраховується за законом розподілу Нернста. У випадку екстракції електролітів, які дисоціюють у водній фазі, можливий перебіг реакцій приєднання за сольватним або гідратно-сольватним механізмом катіонного або аніонного обміну, а також можливі різні комбінації цих процесів. При цьому між екстрагентом та речовиною, що екстрагують, утворюється відносно стійкий зв’язок (40–200 кДж/моль). Розчинники, які не сольватують речовину, що екстрагується, або мають невелику здатність до сольватації, належать до інертних. Це бензол (С₆H₆), толуол (С₆H₅СH₃), тетрахлорид карбону (ССl₄), хлороформ (CHCl₃), нітробензол (C₆H₅NO₂), хлорбензол (C₆H₅Cl) та ін. Екстракцію за механізмом фізичного розподілу використовують для попереднього концентрування при визначенні органічних сполук, розчинених у воді, при аналізі природних та стічних вод, забруднених нафтопродуктами та іншими домішками органічного походження. Класичним прикладом такого виду екстракції є отримання йоду з багатьох сумішей. До активних екстрагентів належать розчинники, в молекулах яких міститься оксиген: спирти (бутанол С₄Н₉ОН та ін.), прості ефіри (діетиловий ефір С₂Н₅ОС₂Н₅), кетони (циклогексанон (СН₂)₅СО, пентанон (С₂Н₅)₂СО, метилетилкетон СН₃СОС₂Н₅), естери (етилацетат СН₃СООС₂Н₅, трибутилфосфат О=Р(ОС₄Н₉)₃, дибутилфосфат тощо).

Ці розчинники екстрагують мінеральні (HCl, HBr, HI, HNO₃, HClO₄, H₂SO₄), комплексні (HFeCl₄, HInI₄, HSbCl₆) кислоти, гетерополікислоти арсену H₃[As(Mo₃O₁₀)₄], фосфору H₃[P(Mo₃O₁₀)₄], кремнію H₃Si(Mo3O₁₀)₄, які найчастіше використовують в аналізі для визначення домішок As, P, Si. Сполуки, у вигляді яких елементи переходять у шар органічного розчинника, можуть утворюватися в процесі власне екстракції активними розчинниками за рахунок взаємодії реагенту, що входить до складу органічної фази, з катіонами металів водної фази. Це хелатні сполуки катіонів металів з різними органічними реагентами, які мають функціонально-аналітичні угруповання з донорно активними атомами оксигену, сульфуру, нітрогену, напр. β-дикетони, оксими, нітрозофеноли, азосполуки, ксантогенати. Так, дифенілтіокарбазон (дитизон) використовують в екстракційно-фотометричному визначенні срібла, меркурію, купруму, плюмбуму, цинку. Для визначення багатьох катіонів використовують екстракцію іонних асоціатів, які є солями, утвореними великими катіонами й аніонами. Іонні асоціати беруть участь у процесі сольватації органічними розчинниками і переходять в органічну фазу. До великих катіонів належать катіони тетрафеніларсонію (C₆H₅)₄As⁺, тетрафенілфосфонію (C₆H₅)₄P⁺, комплексні катіони лужних, лужноземельних та інших металів з макроциклічними лігандами (краун-етерами). Великі однозарядні аніони неорганічних кислот (ClO_4-, ReO_4- та ін.) утворюють іонні асоціати з катіонами тетрафеніларсонію, комплексними катіонами металів. Кількісний опис екстракційної рівноваги електролітів засновано на використанні закону діючих мас стосовно кожного випадку екстракції. Знання рівнянь екстракції дозволяє обрати умови добування, розподілу та концентрування. У фармацевтичному аналізі широко застосовують екстракційно-фотометричний метод визначення ЛП, що базується на утворенні ними іонних асоціатів з різними реагентами, які екстрагуються органічним розчинником. При цьому як реагенти для органічних катіонів часто використовують барвники кислотного характеру, напр. метиловий оранжевий, а для органічних аніонів барвники основного характеру, напр. родамін 6Ж.

Коренман И.М. Экстракция в анализе органических веществ. — М., 1977; Москвин Л.Н., Царицина Л.Г. Методы разделения и концентрирования в аналитической химии. — Л., 1991; Пилипенко А.Т., Пятницкий И.В. Аналитическая химия: В 2 кн. — М., 1990.