Виды экстракционных равновесий.

Простейшим случаем (Э) является извлечение по механизму «физического распределения», когда взаимодействие ограничивается ван-дер-вальсовыми силами. Случаи, когда имеет место физическое распределение, не ослож­ненное другими процессами, немногочисленны. Обычно они характерны для веществ, слабо диссоциирующих в водной фазе. Приме­ром может служить (Э) Ge из растворов HCl или извлечение OsO₄ и RuO₄ из водных растворов CHCl₃ или CCl₄.

Наиболее распространены (Э) процессы, в которых имеет место химическое взаимодействие распределяющегося веще­ства с экстрагентом. Характер химического взаимодействия суще­ственно различается для разных систем; он зависит как от свойств экстрагента, так и от свойств экстрагируемого вещества.

В ряде случаев (Э) обусловлена образованием экстраги­руемым веществом с молекулами экстрагента сольватов, хорошо растворимых в органической фазе и плохо — в водной. В общем случае часть координационных мест в экстрагируемом соединении может остаться занятой молекулами воды. Рассматриваемый меха­низм (Э) называют сольватным.

(Э) по сольватному механизму протекает при исполь­зовании нейтральных экстрагентов.. Это — кетоны и некоторые фосфорорганические соединения, в частности, широко используемый в практике трибутилфосфат. В ряде случаев экстрагируемый продукт не содержит молекул воды.

Некоторые элементы экстрагируются нейтральными экстрагентами из кислых растворов в форме гидрато-сольватов комплексных кислот.Например, Fe^3* экстрагируется из соляно­кислых растворов простыми эфирами в виде комплексной кислоты (гадратно-сольватныймеханизм).

Если для проведения (Э) используют кислые (основ­ные) экстрагенты, то извлекаемое вещество может взаимодействовать с анионом (катионом) экстрагента, образуя соли органических кислот или оснований, малорастворимых в воде, но растворимые в органических растворителях. К кислым экстрагентам относятся, в частности, жирные карбоновые и фосфорорганические кислоты. В качестве основных экстрагентов используют соли аминов и чет­вертичного аммониевого основания. Кислые и основные экстраген­ты применяют в виде растворов в разбавителях (хлороформ, кси­лол, четыреххлористый углерод и др.) В качестве примера приве­дем экстракцию железа из солянокислого раствора третичным амином. Характерно, что продукт присоединения не содержит воды.

(Э) анионов четвертичными аммониевыми основаниями, протекающая по механизму ионного обмена.Примером (Э) кислым экстрагентом может служить (Э) цинка органической кислотой.

По аналогичному механизму протекает также (Э) внутри-комплексных соединений хелатообразующими экстрагентами (ацетнлацетоном, теноилтрифтор-ацетоном, дитизоном и др.), которые не принадлежат к классу кислот, но проявляют в одной из таутомерных форм кислотные свойства. Экстрагенты рассматриваемого типа экстрагируют большое число элементов, причем (Э) сопро­вождается образованием виутрикомплексных соединений, нераство­римых в воде, но хорошо растворимых в некоторых органических растворителях.

(Э) элементов в виде внутрикомплексных соединений широко применяется при разделении РИ. На­пример, для отделения ⁹⁰Y от ⁹⁰5г применяют теноилтрифторацетон.

Знание механизма экстракционного процесса позволяет предсказать изменение коэффициентов распределения элементов при изменении состава фаз и находить оптимальные условия выделения и разделения элементов.