तरल-द्रव निष्कर्षण

तरल-द्रव निष्कर्षण (एलएलई), जिसे सॉल्वेंट एक्सट्रैक्शन और विभाजन के रूप में भी जाना जाता है, यौगिकों या धातु परिसरों को अलग करने की एक विधि है, जो दो अलग-अलग अमिश्रणीय तरल पदार्थ, आमतौर पर पानी (ध्रुवीय) और एक कार्बनिक विलायक (गैर-ध्रुवीय) में उनकी सापेक्ष विलेयता के आधार पर होती है। ). आम तौर पर जलीय से कार्बनिक तक एक तरल से दूसरे तरल चरण में एक या एक से अधिक प्रजातियों का शुद्ध हस्तांतरण होता है। स्थानांतरण रासायनिक क्षमता द्वारा संचालित होता है, अर्थात एक बार स्थानांतरण पूरा हो जाने के बाद, रासायनिक घटकों की समग्र प्रणाली जो विलेय और सॉल्वैंट्स बनाती है, एक अधिक स्थिर कॉन्फ़िगरेशन (कम मुक्त ऊर्जा) में होती है। वह विलायक जो विलेय (ओं) में समृद्ध होता है, अर्क कहलाता है। फ़ीड समाधान जो विलेय (ओं) में समाप्त हो जाता है, उसे रैफिनेट कहा जाता है। एलएलई रासायनिक प्रयोगशालाओं में एक बुनियादी तकनीक है, जहां इसे विभिन्न प्रकार के उपकरणों का उपयोग करके अलग-अलग फ़नल से लेकर काउंटरकरंट डिस्ट्रीब्यूशन उपकरण जिसे मिक्सर सेटलर्स कहा जाता है, का उपयोग किया जाता है। वर्क-अप (रसायन विज्ञान) का, अक्सर एक अम्लीय वर्क-अप सहित।

शब्द विभाजन आमतौर पर तरल-तरल निष्कर्षण में शामिल अंतर्निहित रासायनिक और भौतिक प्रक्रियाओं को संदर्भित करने के लिए उपयोग किया जाता है, लेकिन एक और पढ़ने पर यह पूरी तरह से समानार्थी हो सकता है। सॉल्वेंट एक्सट्रैक्शन शब्द किसी पदार्थ को एक उपयुक्त विलायक में अधिमानतः उस पदार्थ को घोलकर मिश्रण से अलग करने का भी उल्लेख कर सकता है। उस स्थिति में, घुलनशील यौगिक को अघुलनशील यौगिक या जटिल मैट्रिक्स से अलग किया जाता है।

हाइड्रोमेटलर्जी दृष्टिकोण से, सॉल्वेंट एक्सट्रैक्शन का उपयोग विशेष रूप से यूरेनियम और प्लूटोनियम, जिरकोनियम और हेफ़नियम के पृथक्करण और शुद्धिकरण, कोबाल्ट और निकल को अलग करने, दुर्लभ पृथ्वी तत्वों के पृथक्करण और शुद्धिकरण आदि में किया जाता है, इसका सबसे बड़ा लाभ इसकी चुनिंदा रूप से अलग करने की क्षमता है। बहुत समान धातुएँ। 'लोडेड' ऑर्गेनिक से धातु के मूल्य को 'स्ट्रिपिंग' करने पर उच्च शुद्धता वाली एकल धातु धाराएं प्राप्त होती हैं, जिसमें धातु के मूल्य को अवक्षेपित या जमा किया जा सकता है। स्ट्रिपिंग निष्कर्षण के विपरीत है, जैविक से जलीय चरण में द्रव्यमान का स्थानांतरण।

एलएलई का व्यापक रूप से ठीक कार्बनिक यौगिकों के उत्पादन, इत्र के प्रसंस्करण, वनस्पति तेलों और बायोडीजल के उत्पादन और अन्य उद्योगों में भी उपयोग किया जाता है। यह सबसे आम प्रारंभिक जुदाई तकनीकों में से एक है, हालांकि कुछ कठिनाइयों का परिणाम है बारीकी से संबंधित कार्यात्मक समूहों को निकालने में होता है।

गैर-जलीय प्रणालियों में तरल-तरल निष्कर्षण संभव है: पिघले हुए लवण के संपर्क में पिघली हुई धातु वाली प्रणाली में, धातुओं को एक चरण से दूसरे चरण में निकाला जा सकता है। यह एक पारा इलेक्ट्रोड से संबंधित है जहां एक धातु को कम किया जा सकता है, फिर धातु अक्सर पारे में घुलकर एक अमलगम (रसायन विज्ञान) बनाती है जो इसकी इलेक्ट्रोकैमिस्ट्री को बहुत संशोधित करती है। उदाहरण के लिए, सोडियम अमलगम बनाने के लिए पारा कैथोड पर सोडियम केशन को कम करना संभव है, जबकि एक निष्क्रिय इलेक्ट्रोड (जैसे प्लैटिनम) पर सोडियम केशन कम नहीं होते हैं। इसके बजाय, पानी हाइड्रोजन में कम हो जाता है। एक पायस, या तीसरे चरण को स्थिर करने के लिए एक डिटर्जेंट या महीन ठोस का उपयोग किया जा सकता है।

वितरण अनुपात
सॉल्वेंट एक्सट्रैक्शन में, एक वितरण अनुपात को अक्सर एक उपाय के रूप में उद्धृत किया जाता है कि एक प्रजाति कितनी अच्छी तरह से निकाली गई है। वितरण अनुपात (केडी) जलीय चरण में इसकी एकाग्रता से विभाजित कार्बनिक चरण में एक विलेय की एकाग्रता के बराबर है। सिस्टम के आधार पर, वितरण अनुपात तापमान का एक कार्य हो सकता है, सिस्टम में रासायनिक प्रजातियों की एकाग्रता और बड़ी संख्या में अन्य पैरामीटर हो सकते हैं। ध्यान दें कि डी निष्कर्षण प्रक्रिया के ΔG से संबंधित है

कभी-कभी, वितरण अनुपात को विभाजन गुणांक कहा जाता है, जिसे अक्सर लघुगणक के रूप में व्यक्त किया जाता है। ध्यान दें कि दो अकार्बनिक ठोस (जिरकोनोलाइट और पेरोसाइट) के बीच यूरेनियम और नेप्टुनियम के वितरण अनुपात की सूचना दी गई है। विलायक निष्कर्षण में दो अमिश्रणीय द्रवों को एक साथ हिलाया जाता है। अधिक ध्रुवीय विलेय अधिक ध्रुवीय विलायक में अधिमानतः घुलते हैं, और कम ध्रुवीय विलायक में कम ध्रुवीय विलेय। इस प्रयोग में, गैर-ध्रुवीय हैलोजन गैर-ध्रुवीय खनिज तेल में अधिमानतः घुल जाते हैं।

हालांकि वितरण अनुपात और विभाजन गुणांक अक्सर समानार्थक रूप से उपयोग किए जाते हैं, लेकिन यह जरूरी नहीं है। किसी विशेष चरण में विलेय एक से अधिक रूपों में मौजूद हो सकते हैं, जिसका अर्थ होगा कि विभाजन गुणांक (केडी) और वितरण अनुपात (डी) के अलग-अलग मूल्य होंगे। यह एक महत्वपूर्ण अंतर है क्योंकि दो चरणों के बीच एक विलेय के विभाजन के लिए विभाजन गुणांक का एक निश्चित मान होता है, विलायक में अलग-अलग स्थितियों के साथ वितरण अनुपात बदल जाता है।

तरल-तरल निष्कर्षण करने के बाद, निष्कर्षण के प्रत्येक चरण में समाधान की कुल एकाग्रता का अनुपात निर्धारित करने के लिए एक मात्रात्मक उपाय किया जाना चाहिए। इस मात्रात्मक माप को वितरण अनुपात या वितरण गुणांक के रूप में जाना जाता है।

पृथक्करण कारक
पृथक्करण कारक एक वितरण अनुपात को दूसरे से विभाजित करना है; यह दो विलेय को अलग करने की प्रणाली की क्षमता का माप है। उदाहरण के लिए, यदि निकल (डीएनआई) के लिए वितरण अनुपात 10 है और चांदी (डीएजी) के लिए वितरण अनुपात 100 है, तो चांदी/निकल पृथक्करण कारक (एसएफएजी/एनआई) डीएजी/डीएनआई = एसएफएजी/एनआई = 10 के बराबर है।

परिशोधन कारक
इसका उपयोग किसी उत्पाद से संदूषक को हटाने की प्रक्रिया की क्षमता को व्यक्त करने के लिए किया जाता है। उदाहरण के लिए, यदि किसी प्रक्रिया को 1:9 कैडमियम के मिश्रण से इंडियम में खिलाया जाता है, और उत्पाद कैडमियम और इंडियम का 1:99 मिश्रण होता है, तो प्रक्रिया का परिशोधन कारक (कैडमियम को हटाने के लिए) 0.11/ 0.01 = 11।

रेखांकन की ढलान
निष्कर्षण तंत्र को काम करने का आसान तरीका रेखांकन बनाना और ढलानों को मापना है। यदि एक निष्कर्षण प्रणाली के लिए डी मान एक अभिकर्मक (जेड) की एकाग्रता के वर्ग के आनुपातिक है तो लॉग 10 ([जेड]]) के खिलाफ लॉग 10 (डी) के ग्राफ की ढलान दो होगी।

सफलता के उपाय
तरल-तरल निष्कर्षण की सफलता को पृथक्करण कारकों और परिशोधन कारकों के माध्यम से मापा जाता है। निष्कर्षण स्तंभ की सफलता को समझने का सबसे अच्छा तरीका तरल-तरल संतुलन (एलएलई) डेटा सेट के माध्यम से होता है। दो चरणों के बीच विलेय के स्थिर स्थिति विभाजन व्यवहार को निर्धारित करने के लिए डेटा सेट को एक वक्र में परिवर्तित किया जा सकता है। Y-अक्ष अर्क (विलायक) चरण में विलेय की सांद्रता है, और x-अक्ष रैफिनेट चरण में विलेय की सांद्रता है। यहां से, कोई प्रक्रिया के अनुकूलन के लिए चरणों का निर्धारण कर सकता है।

बैचवाइज सिंगल स्टेज एक्सट्रैक्शन
यह आमतौर पर रासायनिक प्रयोगशालाओं में छोटे पैमाने पर प्रयोग किया जाता है। पृथक्करण फ़नल का उपयोग करना सामान्य है। प्रक्रियाओं में DLLME और प्रत्यक्ष जैविक निष्कर्षण शामिल हैं। संतुलन के बाद, वांछित विलेय युक्त अर्क चरण को आगे की प्रक्रिया के लिए अलग किया जाता है।

फैलानेवाला तरल-तरल माइक्रोएक्सट्रैक्शन (DLLME)
पानी के नमूनों से छोटी मात्रा में कार्बनिक यौगिकों को निकालने के लिए इस्तेमाल की जाने वाली एक प्रक्रिया। यह प्रक्रिया एक उपयुक्त निष्कर्षण विलायक (C2Cl4) और एक फैलाने वाले विलायक (एसीटोन) की छोटी मात्रा को जलीय घोल में इंजेक्ट करके की जाती है। परिणामी घोल को तब कार्बनिक और जलीय परतों को अलग करने के लिए सेंट्रीफ्यूज किया जाता है। यह प्रक्रिया कार्बनिक यौगिकों जैसे ऑर्गेनोक्लोराइड और ऑर्गनोफॉस्फोरस कीटनाशकों के साथ-साथ पानी के नमूनों से प्रतिस्थापित बेंजीन यौगिकों के निष्कर्षण में उपयोगी है।

डायरेक्ट ऑर्गेनिक एक्सट्रैक्शन
कार्बनिक विलायक (टोल्यूनि, बेंजीन, ज़ाइलीन) में आंशिक रूप से कार्बनिक घुलनशील नमूनों को मिलाकर, कार्बनिक घुलनशील यौगिकों को विलायक में भंग कर दिया जाएगा और एक अलग फ़नल का उपयोग करके अलग किया जा सकता है। यह प्रक्रिया प्रोटीन और विशेष रूप से फॉस्फोप्रोटीन और फॉस्फोपेप्टाइड फॉस्फेटेस के निष्कर्षण में मूल्यवान है।

इस एप्लिकेशन का एक अन्य उदाहरण दिएथील ईथर का उपयोग करके पानी और 5% एसीटिक अम्ल के मिश्रण से एनीसोल को निकालना है, फिर एनीसोल कार्बनिक चरण में प्रवेश करेगा। इसके बाद दोनों चरणों को अलग किया जाएगा। सोडियम बाईकारबोनेट के साथ कार्बनिक अर्क को हिलाकर एसिटिक एसिड को कार्बनिक चरण से साफ़ (हटा) किया जा सकता है। एसिटिक एसिड सोडियम बाइकार्बोनेट के साथ प्रतिक्रिया करके नाजिया, कार्बन डाईऑक्साइड और पानी बनाता है।

प्रत्यक्ष कार्बनिक निष्कर्षण का उपयोग करके कॉफी बीन्स और चाय की पत्तियों से कैफीन भी निकाला जा सकता है। बीन्स या पत्तियों को एथिल एसीटेट में भिगोया जा सकता है जो कैफीन को अनुकूल रूप से घोल देता है, जिससे कॉफी या चाय का अधिकांश स्वाद प्रारंभिक नमूने में शेष रह जाता है।

मल्टीस्टेज प्रतिधारा सतत प्रक्रियाएं
इनका उपयोग आमतौर पर निजी उद्योग में धातुओं जैसे लैंथेनाइड्स के प्रसंस्करण के लिए किया जाता है; क्योंकि लैंथेनाइड्स के बीच पृथक्करण कारक इतने छोटे होते हैं कि कई निष्कर्षण चरणों की आवश्यकता होती है। मल्टीस्टेज प्रक्रियाओं में, एक निष्कर्षण इकाई से जलीय रैफिनेट को अगली इकाई को जलीय फ़ीड के रूप में खिलाया जाता है, जबकि कार्बनिक चरण को विपरीत दिशा में ले जाया जाता है। इसलिए, इस तरह, भले ही प्रत्येक चरण में दो धातुओं के बीच अलगाव छोटा हो, समग्र प्रणाली में एक उच्च परिशोधन कारक हो सकता है।

लैंथेनाइड्स के पृथक्करण के लिए बहुस्तरीय प्रतिधारा विनिमय सरणियों का उपयोग किया गया है। एक अच्छी प्रक्रिया के डिजाइन के लिए, प्रक्रिया के निष्कर्षण भाग में वितरण अनुपात बहुत अधिक (>100) या बहुत कम (<0.1) नहीं होना चाहिए। अक्सर ऐसा होता है कि प्रक्रिया में कार्बनिक चरण से अवांछित धातुओं को खंगालने के लिए एक खंड होता है, और अंत में धातु को कार्बनिक चरण से वापस प्राप्त करने के लिए एक स्ट्रिपिंग (रसायन विज्ञान) खंड होता है।

मिक्सर-सेटलर्स
मिक्सर-सेटलर्स काउंटर की बैटरी वर्तमान में आपस में जुड़ी हुई है। प्रत्येक मिक्सर-सेटलर इकाई निष्कर्षण का एक चरण प्रदान करती है। एक मिक्सर सेटलर में एक पहला चरण होता है जो चरणों को एक साथ मिलाता है और उसके बाद एक मौन बसने वाला चरण होता है जो चरणों को गुरुत्वाकर्षण द्वारा अलग करने की अनुमति देता है। एक नया सेटलिंग डिवाइस, सुधीन बायोसेटलर, साधारण ग्रेविटी सेटलर्स की तुलना में तेल-पानी के इमल्शन को लगातार बहुत तेज गति से अलग कर सकता है। इस तस्वीर में, एक तेल-पानी का पायस, एक बाहरी जलाशय में एक प्ररित करनेवाला द्वारा हिलाया जाता है और बायोसेटलर के दो निचले हिस्से के बंदरगाहों में लगातार पंप किया जाता है, बायोसेटलर के शीर्ष के माध्यम से बाहर निकलने वाली एक स्पष्ट कार्बनिक (खनिज तेल) परत में बहुत जल्दी अलग हो जाता है और BioSettler के तल से एक जलीय (एक लाल खाद्य डाई के साथ रंगीन) परत को लगातार पंप किया जा रहा है।

मल्टीस्टेज काउंटरकरंट प्रक्रिया में, प्रत्येक चरण के लिए वैकल्पिक सिरों पर स्थित मिक्सिंग और सेटलिंग चैंबर्स के साथ कई मिक्सर सेटलर स्थापित किए जाते हैं (चूंकि सेटलिंग सेक्शन के आउटलेट आसन्न चरण के मिक्सिंग सेक्शन के इनलेट्स को फीड करते हैं)। मिक्सर-सेटलर का उपयोग तब किया जाता है जब एक प्रक्रिया को लंबे समय तक रहने की आवश्यकता होती है और जब समाधान आसानी से गुरुत्वाकर्षण द्वारा अलग हो जाते हैं। उन्हें एक बड़ी सुविधा पदचिह्न की आवश्यकता होती है, लेकिन उन्हें अधिक हेडस्पेस की आवश्यकता नहीं होती है, और मिक्सिंग मोटर्स के सामयिक प्रतिस्थापन के लिए सीमित दूरस्थ रखरखाव क्षमता की आवश्यकता होती है। (कोलवेन, 1956; डेविडसन, 1957)

केन्द्रापसारक एक्सट्रैक्टर्स
केन्द्रापसारक एक्सट्रैक्टर्स एक इकाई में मिश्रण और अलग करते हैं। कताई रोटर और स्थिर आवास के बीच 6000 RPM तक की गति से दो तरल पदार्थ गहन रूप से मिश्रित होंगे। यह जलीय चरण से जैविक चरण में एक आदर्श सामूहिक स्थानांतरण के लिए महान सतहों को विकसित करता है। 200-2000 ग्राम पर दोनों चरणों को फिर से अलग कर दिया जाएगा। केन्द्रापसारक एक्सट्रैक्टर्स प्रक्रिया में विलायक को कम करते हैं, विलायक में उत्पाद लोड को अनुकूलित करते हैं और जलीय चरण को पूरी तरह से निकालते हैं। काउंटर करंट और क्रॉस करंट एक्सट्रैक्शन आसानी से स्थापित हो जाते हैं।

रासायनिक परिवर्तन के बिना निष्कर्षण
कुछ विलेय जैसे महान गैसों को रासायनिक प्रतिक्रिया की आवश्यकता के बिना एक चरण से दूसरे चरण में निकाला जा सकता है (अवशोषण देखें)। यह विलायक निष्कर्षण का सबसे सरल प्रकार है। जब एक विलायक निकाला जाता है, तो दो अमिश्रणीय तरल पदार्थों को एक साथ हिलाया जाता है। अधिक ध्रुवीय विलेय अधिक ध्रुवीय विलायक में अधिमानतः घुलते हैं, और कम ध्रुवीय विलायक में कम ध्रुवीय विलेय। कुछ विलेय जो पहली नजर में निष्कर्षण प्रक्रिया के दौरान प्रतिक्रिया से गुजरते हुए प्रतीत नहीं होते हैं, उनका वितरण अनुपात नहीं होता है जो एकाग्रता से स्वतंत्र होता है। एक उत्कृष्ट उदाहरण बेंजीन जैसे गैर-ध्रुवीय मीडिया में कार्बोक्जिलिक एसिड (एचए) का निष्कर्षण है। यहां, अक्सर ऐसा होता है कि कार्बोक्जिलिक एसिड कार्बनिक परत में एक मंदक बनाता है, इसलिए वितरण अनुपात एसिड एकाग्रता (किसी भी चरण में मापा जाता है) के कार्य के रूप में बदल जाएगा।

इस स्थिति के लिए, निष्कर्षण स्थिरांक k को k = [HAorganic]2/[HAaqueous] द्वारा वर्णित किया गया है।

सॉल्वेशन मैकेनिज्म
सॉल्वेंट एक्सट्रैक्शन का उपयोग करके यूरेनियम, प्लूटोनियम, थोरियम और कई रेयर अर्थ एलिमेंट्स को एसिड सॉल्यूशंस से चयनात्मक तरीके से ऑर्गेनिक एक्सट्रैक्टिंग सॉल्वेंट और डाइलुएंट के सही विकल्प का उपयोग करके निकालना संभव है। इस उद्देश्य के लिए इस्तेमाल किया जाने वाला एक विलायक ऑर्गनोफॉस्फेट ट्राइब्यूटिल फॉस्फेट (टीबीपी) है। PUREX प्रक्रिया जो आमतौर पर परमाणु पुनर्संसाधन में उपयोग की जाती है, त्रि-एन-ब्यूटाइल फॉस्फेट और एक निष्क्रिय हाइड्रोकार्बन (केरोसिन) के मिश्रण का उपयोग करती है, यूरेनियम (VI) को मजबूत नाइट्रिक एसिड से निकाला जाता है और कमजोर नाइट्रिक का उपयोग करके वापस निकाला जाता है (छीन लिया जाता है)। अम्ल। एक कार्बनिक घुलनशील यूरेनियम परिसर [UO2(TBP)2(NO3)2] बनता है, फिर यूरेनियम धारण करने वाली कार्बनिक परत को एक तनु नाइट्रिक एसिड समाधान के संपर्क में लाया जाता है; संतुलन कार्बनिक घुलनशील यूरेनियम परिसर से दूर और मुक्त नाइट्रिक एसिड में मुक्त टीबीपी और यूरेनिल नाइट्रेट की ओर स्थानांतरित हो जाता है। प्लूटोनियम (IV) यूरेनियम (VI) के समान एक जटिल बनाता है, लेकिन प्लूटोनियम को एक से अधिक तरीकों से अलग करना संभव है; एक कम करने वाला एजेंट जो प्लूटोनियम को त्रिकोणीय ऑक्सीकरण अवस्था में परिवर्तित करता है, जोड़ा जा सकता है। यह ऑक्सीकरण अवस्था टीबीपी और नाइट्रेट के साथ एक स्थिर परिसर नहीं बनाती है जब तक कि नाइट्रेट की सघनता बहुत अधिक न हो (जलीय चरण में लगभग 10 mol / L नाइट्रेट की आवश्यकता होती है)। एक और तरीका यह है कि प्लूटोनियम के लिए स्ट्रिपिंग एजेंट के रूप में तनु नाइट्रिक एसिड का उपयोग किया जाए। यह PUREX रसायन विलायक निष्कर्षण का एक उत्कृष्ट उदाहरण है। इस स्थिति में, DU = k [TBP]2[NO3-]2

[[आयन विनिमय]] तंत्र
एक अन्य निष्कर्षण तंत्र को आयन एक्सचेंज तंत्र के रूप में जाना जाता है। यहां, जब एक आयन को जलीय चरण से कार्बनिक चरण में स्थानांतरित किया जाता है, तो चार्ज संतुलन बनाए रखने के लिए दूसरे आयन को दूसरी दिशा में स्थानांतरित किया जाता है। यह अतिरिक्त आयन अक्सर हाइड्रोजन आयन होता है; आयन एक्सचेंज तंत्र के लिए, वितरण अनुपात अक्सर पीएच का एक कार्य होता है। आयन एक्सचेंज निष्कर्षण का एक उदाहरण टेरीटाइडिन और एक कार्बोज़ाइलिक तेजाब के संयोजन से टर्ट-ब्यूटाइल बेंजीन में अमरिकियम का निष्कर्षण होगा। इस मामले में


 * DAm = k [टेरपीरिडीन]1[कार्बोक्जिलिक एसिड]3[H+]−3

एक अन्य उदाहरण जस्ता, कैडमियम, या सीसा का डायलकाइल फॉस्फिनिक एसिड (R2PO2H) द्वारा एक गैर-ध्रुवीय मंदक जैसे अल्केन में निष्कर्षण है। एक गैर-ध्रुवीय मंदक अपरिवर्तित गैर-ध्रुवीय धातु परिसरों के निर्माण का पक्षधर है।

कुछ निष्कर्षण प्रणालियाँ सॉल्वेशन और आयन एक्सचेंज तंत्र दोनों द्वारा धातुओं को निकालने में सक्षम हैं; ऐसी प्रणाली का एक उदाहरण नाइट्रिक एसिड से 6,6'-bis-(5,6-dipentyl-1,2,4-triazin-3-yl)-2 के संयोजन से एमरिकियम (और लैंथेनाइड) निष्कर्षण है। टर्ट-ब्यूटाइल बेंजीन में 2'-बिपिरिडीन और 2-ब्रोमोहेक्सानोइक एसिड। उच्च और निम्न-नाइट्रिक एसिड सांद्रता दोनों पर, धातु वितरण अनुपात मध्यवर्ती नाइट्रिक एसिड एकाग्रता के मुकाबले अधिक है।

आयन जोड़ी निष्कर्षण
धातु निकालने के लिए सावधानी से चयन करके यह संभव है। उदाहरण के लिए, यदि नाइट्रेट की सघनता अधिक है, तो मिश्रण में lipophilic चतुर्धातुक अमोनियम नमक होने पर एमरिकियम को एनीओनिक नाइट्रेट कॉम्प्लेक्स के रूप में निकालना संभव है।

एक उदाहरण जो 'औसत' रसायनज्ञ द्वारा सामना किए जाने की अधिक संभावना है, वह चरण स्थानांतरण उत्प्रेरक का उपयोग है। यह एक आवेशित प्रजाति है जो दूसरे आयन को कार्बनिक चरण में स्थानांतरित करती है। आयन प्रतिक्रिया करता है और फिर एक और आयन बनाता है, जो फिर जलीय चरण में वापस स्थानांतरित हो जाता है।

उदाहरण के लिए, 31.1 किलोजूल तिल (यूनिट)-1 एसीटेट आयनों को नाइट्रोबेंजीन में स्थानांतरित करने के लिए आवश्यक है, जबकि एक क्लोराइड आयन को एक जलीय चरण से नाइट्रोबेंजीन में स्थानांतरित करने के लिए आवश्यक ऊर्जा 43.8 kJ mol है-1. इसलिए, यदि प्रतिक्रिया में जलीय चरण सोडियम एसीटेट का एक समाधान है, जबकि कार्बनिक चरण [[लोबान क्लोराइड]] का नाइट्रोबेंजीन समाधान है, तो जब एक चरण स्थानांतरण उत्प्रेरक, एसीटेट आयनों को जलीय परत से स्थानांतरित किया जा सकता है जहां वे प्रतिक्रिया करते हैं बेंजाइल एसीटेट और क्लोराइड आयन बनाने के लिए बेंजाइल क्लोराइड। क्लोराइड आयन को फिर जलीय चरण में स्थानांतरित कर दिया जाता है। आयनों की स्थानांतरण ऊर्जा प्रतिक्रिया द्वारा दिए गए योगदान में योगदान करती है।

A 43.8 से 31.1 kJ mol-1 = 12.7 kJ mol−1 ऊर्जा की तुलना में प्रतिक्रिया द्वारा अतिरिक्त ऊर्जा दी जाती है यदि प्रतिक्रिया nitrobenzene में टेट्राअल्काइलेमोनियम एसीटेट के एक समतुल्य वजन का उपयोग करके की गई हो।

जलीय दो-चरण निष्कर्षण के प्रकार
पॉलिमर-पॉलिमर सिस्टम। एक पॉलिमर-बहुलक प्रणाली में, दोनों चरण एक भंग बहुलक द्वारा उत्पन्न होते हैं। भारी चरण आम तौर पर एक बहुशर्करा होगा, और प्रकाश चरण आमतौर पर पॉलीथीन ग्लाइकॉल (पीईजी) होता है। परंपरागत रूप से, इस्तेमाल किया जाने वाला पॉलीसेकेराइड dextran है। हालांकि, डेक्सट्रान अपेक्षाकृत महंगा है, और भारी चरण उत्पन्न करने के लिए कम महंगे पॉलीसेकेराइड का उपयोग करके अनुसंधान की खोज की जा रही है। यदि अलग किया जा रहा लक्ष्य यौगिक एक प्रोटीन या एंजाइम है, तो लक्ष्य में एक लिगैंड को बहुलक चरणों में से एक में शामिल करना संभव है। यह उस चरण के लक्ष्य की आत्मीयता में सुधार करता है, और एक चरण से दूसरे चरण में विभाजन की क्षमता में सुधार करता है। यह, साथ ही सॉल्वैंट्स या अन्य विकृतीकरण एजेंटों की अनुपस्थिति, प्रोटीन को शुद्ध करने के लिए बहुलक-बहुलक निष्कर्षण को एक आकर्षक विकल्प बनाती है। एक बहुलक-बहुलक प्रणाली के दो चरणों में अक्सर बहुत समान घनत्व होता है, और उनके बीच बहुत कम सतह तनाव होता है। इस वजह से, एक बहुलक-बहुलक प्रणाली को डीमिक्स करना अक्सर सॉल्वेंट एक्सट्रैक्शन को डीमिक्स करने से कहीं अधिक कठिन होता है। डिमिक्सिंग को बेहतर बनाने के तरीकों में centrifugation और एक विद्युत क्षेत्र का अनुप्रयोग शामिल है।

पॉलिमर-नमक प्रणाली। एक केंद्रित नमक समाधान के साथ भारी चरण उत्पन्न करके जलीय दो-चरण प्रणाली भी उत्पन्न की जा सकती है। इस्तेमाल किया जाने वाला बहुलक चरण आमतौर पर अभी भी पीईजी है। आम तौर पर, एक kosmotropic नमक, जैसे ना3बाद4 का उपयोग किया जाता है, हालांकि नमक की सघनता काफी अधिक होने पर PEG-NaCl सिस्टम को प्रलेखित किया गया है। चूंकि बहुलक-नमक प्रणालियां आसानी से डिमिक्स करती हैं, इसलिए उनका उपयोग करना आसान होता है। हालांकि, उच्च नमक सांद्रता पर, प्रोटीन आमतौर पर या तो इनकार करते हैं, या समाधान से अवक्षेपित होते हैं। इस प्रकार, बहुलक-नमक प्रणाली प्रोटीन को शुद्ध करने के लिए उतनी उपयोगी नहीं हैं।

आयनिक तरल पदार्थ प्रणाली। आयनिक तरल पदार्थ कम गलनांक वाले आयनिक यौगिक होते हैं। जबकि वे तकनीकी रूप से जलीय नहीं हैं, हाल के शोध ने उन्हें निष्कर्षण में उपयोग करने का प्रयोग किया है जो कार्बनिक सॉल्वैंट्स का उपयोग नहीं करता है।

डीएनए शुद्धि
कई आधुनिक जैव प्रौद्योगिकी प्रक्रियाओं के लिए एक नमूने से डीएनए को शुद्ध करने की क्षमता महत्वपूर्ण है। हालाँकि, नमूनों में अक्सर न्यूक्लीज़ होते हैं जो लक्ष्य डीएनए को शुद्ध करने से पहले उसे नीचा दिखाते हैं। यह दिखाया गया है कि डीएनए के टुकड़े बहुलक-नमक पृथक्करण प्रणाली के प्रकाश चरण में विभाजित होंगे। यदि न्यूक्लियीज़ को बाँधने और निष्क्रिय करने के लिए जाने जाने वाले लिगैंड्स को बहुलक चरण में शामिल किया जाता है, तो न्यूक्लियीज़ तब भारी चरण में विभाजित हो जाएंगे और निष्क्रिय हो जाएंगे। इस प्रकार, यह बहुलक-नमक प्रणाली एक नमूने से डीएनए को शुद्ध करने के लिए एक उपयोगी उपकरण है, साथ ही साथ इसे न्यूक्लियस से बचाती है।

खाद्य उद्योग
PEG-NaCl प्रणाली को पेप्टाइड्स और न्यूक्लिक एसिड जैसे छोटे अणुओं के विभाजन में प्रभावी दिखाया गया है। ये यौगिक अक्सर स्वाद या गंधक होते हैं। सिस्टम का उपयोग खाद्य उद्योग द्वारा विशेष स्वादों को अलग करने या खत्म करने के लिए किया जा सकता है। कैफीन निष्कर्षण तरल-तरल निष्कर्षण, विशेष रूप से प्रत्यक्ष और अप्रत्यक्ष तरल-तरल निष्कर्षण (स्विस जल विधि) का उपयोग करके किया जाता था, लेकिन तब से सुपर-क्रिटिकल सीओ की ओर बढ़ गया है।2 क्योंकि यह सस्ता है और व्यावसायिक स्तर पर किया जा सकता है।

विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान
अक्सर नमूना प्रसंस्करण के एक चरण में रासायनिक प्रजातियां मौजूद होती हैं या आवश्यक होती हैं जो विश्लेषण में हस्तक्षेप करेंगी। उदाहरण के लिए, कुछ हवा की निगरानी को सॉर्बेंट कणों से भरी एक छोटी कांच की ट्यूब के माध्यम से हवा खींचकर किया जाता है, जो ब्याज के विश्लेषण को स्थिर या व्युत्पन्न करने के लिए एक रसायन के साथ लेपित किया गया है। कोटिंग इतनी एकाग्रता या विशेषताओं का हो सकता है कि यह उपकरण को नुकसान पहुंचाएगा या विश्लेषण में हस्तक्षेप करेगा। यदि एक गैर-ध्रुवीय विलायक (जैसे टोल्यूनि या कार्बन डाइसल्फ़ाइड) का उपयोग करके सॉर्बेंट से नमूना निकाला जा सकता है, और कोटिंग ध्रुवीय है (जैसे HBr या फॉस्फोरिक एसिड) तो घुली हुई कोटिंग जलीय चरण में विभाजित हो जाएगी। स्पष्ट रूप से रिवर्स सत्य भी है, ध्रुवीय निष्कर्षण विलायक और एक गैर-ध्रुवीय विलायक का उपयोग करके एक गैर-ध्रुवीय हस्तक्षेप को विभाजित करने के लिए। कार्बनिक चरण (या बाद के मामले में, ध्रुवीय चरण) का एक छोटा विभाज्य तब विश्लेषण के लिए उपकरण में इंजेक्ट किया जा सकता है।

अमीन्स की शुद्धि
अमाइन (अमोनिया के अनुरूप) में नाइट्रोजन परमाणु पर इलेक्ट्रॉनों की एक अकेली जोड़ी होती है जो हाइड्रोजन परमाणु के लिए अपेक्षाकृत कमजोर बंधन बना सकती है। इसलिए यह मामला है कि अम्लीय परिस्थितियों में अमीन्स आमतौर पर प्रोटोनेटेड होते हैं, सकारात्मक चार्ज लेते हैं और बुनियादी परिस्थितियों में वे आम तौर पर अवक्षेपित और तटस्थ होते हैं। पर्याप्त रूप से कम आणविक भार की अमीन बल्कि ध्रुवीय होती हैं और पानी के साथ हाइड्रोजन बांड बना सकती हैं और इसलिए जलीय घोल में आसानी से घुल जाती हैं। दूसरी ओर अवक्षेपित एमाइन, तटस्थ होते हैं और इनमें चिकना, गैर-ध्रुवीय कार्बनिक पदार्थ होते हैं, और इसलिए गैर-ध्रुवीय अकार्बनिक सॉल्वैंट्स के लिए एक उच्च संबंध होता है। इस तरह के शुद्धिकरण कदमों को अंजाम दिया जा सकता है, जहां एक अमाइन के जलीय घोल को सोडियम हाइड्रॉक्साइड जैसे आधार के साथ बेअसर किया जाता है, फिर एक गैर-ध्रुवीय विलायक के साथ एक अलग फ़नल में हिलाया जाता है जो पानी से अमिश्रणीय होता है। जैविक चरण तब बंद हो जाता है। बाद के प्रसंस्करण अमाइन को पुनर्संरचना, वाष्पीकरण या आसवन जैसी तकनीकों द्वारा पुनर्प्राप्त कर सकते हैं; एक ध्रुवीय चरण में बाद में निष्कर्षण एचसीएल जोड़कर और एक अलग फ़नल में फिर से मिला कर किया जा सकता है (जिस बिंदु पर अघुलनशील काउंटरियन जोड़कर अमोनियम आयन को पुनर्प्राप्त किया जा सकता है), या किसी भी चरण में, प्रतिक्रियाओं को एक भाग के रूप में किया जा सकता है। रासायनिक संश्लेषण।

तापमान स्विंग विलायक निष्कर्षण
तापमान स्विंग सॉल्वेंट एक्सट्रैक्शन पीने के पानी के अलवणीकरण के लिए एक प्रायोगिक तकनीक है। इसका उपयोग पानी में 98.4% तक नमक की मात्रा को हटाने के लिए किया गया है, और हाइपरसैलिन ब्रिन को संसाधित करने में सक्षम है जिसे रिवर्स ऑस्मोसिस का उपयोग करके अलवणीकृत नहीं किया जा सकता है।

निष्कर्षण के कैनेटीक्स
उस दर की जांच करना महत्वपूर्ण है जिस पर विलेय को दो चरणों के बीच स्थानांतरित किया जाता है, कुछ मामलों में संपर्क समय के परिवर्तन से निष्कर्षण की चयनात्मकता को बदलना संभव है। उदाहरण के लिए, दुर्ग या निकल का निष्कर्षण बहुत धीमा हो सकता है क्योंकि इन धातु केंद्रों पर लिगेंड एक्सचेंज की दर लोहे या चांदी के परिसरों की दर से बहुत कम है।

जलीय जटिल एजेंट
यदि एक जटिल एजेंट जलीय चरण में मौजूद है तो यह वितरण अनुपात को कम कर सकता है। उदाहरण के लिए, आयोडीन को पानी और कार्बन टेट्राक्लोराइड जैसे अक्रिय कार्बनिक विलायक के बीच वितरित किए जाने के मामले में, जलीय चरण में योडिद की उपस्थिति निष्कर्षण रसायन को बदल सकती है: के बजाय $$D_{\mathrm{I}^{+2}}$$ स्थिर होने के कारण यह बन जाता है


 * $$D_{\mathrm{I}^{+2}}$$ = के [मैं2 (जैविक)]/[मैं2 (एक्यू)] [मैं- (एक्यू)]

ऐसा इसलिए है क्योंकि आयोडीन आयोडाइड के साथ अभिक्रिया करके ट्राईआयोडाइड|I बनाता है3-. मैं3 − ऋणायन पॉलीहैलाइड ऋणायन का एक उदाहरण है जो काफी सामान्य है।

औद्योगिक प्रक्रिया डिजाइन
एक विशिष्ट परिदृश्य में, एक औद्योगिक प्रक्रिया एक निष्कर्षण चरण का उपयोग करेगी जिसमें विलेय को जलीय चरण से कार्बनिक चरण में स्थानांतरित किया जाता है; इसके बाद अक्सर एक स्क्रबिंग चरण होता है जिसमें अवांछित विलेय को कार्बनिक चरण से हटा दिया जाता है, फिर एक स्ट्रिपिंग चरण जिसमें वांछित विलेय को कार्बनिक चरण से हटा दिया जाता है। जैविक चरण को फिर से उपयोग के लिए तैयार करने के लिए उपचारित किया जा सकता है। उपयोग के बाद, किसी भी गिरावट वाले उत्पादों को हटाने के लिए जैविक चरण को सफाई चरण के अधीन किया जा सकता है; उदाहरण के लिए, PUREX संयंत्रों में, उपयोग किए गए कार्बनिक चरण को किसी भी डिबुटाइल हाइड्रोजन फॉस्फेट या ब्यूटाइल डाइहाइड्रोजन फॉस्फेट को हटाने के लिए सोडियम कार्बोनेट घोल से धोया जाता है जो मौजूद हो सकता है।

तरल-तरल संतुलन गणना
चरण संतुलन की गणना करने के लिए, थर्मोडायनामिक मॉडल जैसे NRTL, UNIQUAC, आदि का उपयोग करना आवश्यक है। इन मॉडलों के संबंधित मापदंडों को साहित्य से प्राप्त किया जा सकता है (जैसे डेकेमा केमिस्ट्री डेटा सीरीज़, डॉर्टमुंड डाटा बैंक, आदि) या प्रायोगिक डेटा की सहसंबंध प्रक्रिया द्वारा।

उपकरण
जबकि सॉल्वेंट एक्सट्रैक्शन अक्सर छोटे पैमाने पर सिंथेटिक लैब केमिस्ट्स द्वारा सेपरेटरी फ़नल, क्रेग उपकरण या मेम्ब्रेन-आधारित तकनीकों का उपयोग करके किया जाता है, यह आम तौर पर औद्योगिक पैमाने पर मशीनों का उपयोग करके किया जाता है जो दो तरल चरणों को एक दूसरे के संपर्क में लाते हैं। ऐसी मशीनों में केन्द्रापसारक संपर्ककर्ता, पतली परत निष्कर्षण, स्प्रे स्तंभ, स्पंदित कॉलम और मिक्सर-सेटलर शामिल हैं।

धातुओं का निष्कर्षण
धातुओं की एक श्रृंखला के लिए निष्कर्षण विधियों में शामिल हैं:

कोबाल्ट
मेटा-ज़ाइलीन में अल-अमीन अत्त (ट्राई-ऑक्टाइल/डेसिल एमाइन) का उपयोग करके हाइड्रोक्लोरिक एसिड से कोबाल्ट का निष्कर्षण। कोबाल्ट को डायलकाइलफॉस्फिनिक एसिड|आयनक्वेस्ट 290 या साइनेक्स 272 {बीआईएस-(2,4,4-ट्राइमिथाइलपेंटाइल) फॉस्फिनिक एसिड} का उपयोग करके भी निकाला जा सकता है।

कॉपर
कॉपर को एक्सट्रैक्टेंट्स के रूप में हाइड्रॉक्सीऑक्सिम्स का उपयोग करके निकाला जा सकता है, हाल ही के एक पेपर में एक एक्सट्रैक्टेंट का वर्णन किया गया है जिसमें कोबाल्ट और निकल पर तांबे के लिए एक अच्छी चयनात्मकता है।

नियोडिमियम
दुर्लभ पृथ्वी तत्व नियोडिमियम को डाय (2-एथिल-हेक्सिल) फॉस्फोरिक एसिड द्वारा आयन एक्सचेंज तंत्र द्वारा हेक्सेन में निकाला जाता है।

निकल
एक हाइड्रोकार्बन मंदक (शेलसोल) में डाई (2-एथिल-हेक्सिल) फॉस्फोरिक एसिड और ट्राइब्यूटाइल फॉस्फेट का उपयोग करके निकेल निकाला जा सकता है।

पैलेडियम और प्लेटिनम
पैलेडियम और प्लेटिनम निकालने के लिए डायलकिल सल्फाइड्स, ट्रिब्यूटिल फॉस्फेट और एल्काइल अमाइन का उपयोग किया गया है।

एक विशेष तत्त्व जिस का प्रभाव रेडियो पर पड़ता है
प्राकृतिक बिस्मथ-209| से रिएक्टरों में पोलोनियम का उत्पादन होता है209द्वि, न्यूट्रॉन से बमबारी करके, निर्माण कर रहा है 210Bi, जिसका फिर क्षय होता है 210बीटा-माइनस क्षय के माध्यम से पो। अंतिम शुद्धिकरण 500 डिग्री सेल्सियस पर तरल-तरल निष्कर्षण बनाम सोडियम हाइड्रॉक्साइड के बाद पायरोकेमिकल रूप से किया जाता है।

जिंक और कैडमियम
जस्ता और कैडमियम दोनों एक आयन एक्सचेंज प्रक्रिया द्वारा निकाले जाते हैं, TPEN|N,N,N′,N′-tetrakis(2-pyridylmethyl)ethylenediamine (TPEN) जस्ता के लिए एक मास्किंग एजेंट और कैडमियम के लिए एक अर्क के रूप में कार्य करता है। संशोधित ज़िनेक्स प्रक्रिया में, विलायक निष्कर्षण द्वारा जस्ता को सबसे अधिक द्विसंयोजक आयनों से अलग किया जाता है। इसके लिए D2EHPA (Di (2) एथिल हेक्सिल फॉस्फोरिक एसिड) का इस्तेमाल किया जाता है। एक जस्ता आयन प्रोटॉन को दो D2EHPA अणुओं से प्रतिस्थापित करता है। D2EHPA से जिंक निकालने के लिए, सल्फ्यूरिक एसिड का उपयोग 170g/L (आमतौर पर 240-265g/L) से ऊपर की सांद्रता पर किया जाता है।

लिथियम
लिथियम आयन बैटरी | लिथियम-आयन बैटरी की उच्च मांग के कारण लिथियम निष्कर्षण अधिक लोकप्रिय है। Tributyl फॉस्फेट | TBP (ट्राई-ब्यूटाइल फॉस्फेट) और FeCl3 का उपयोग ज्यादातर ब्राइन (उच्च Li/Mg अनुपात के साथ) से लिथियम निकालने के लिए किया जाता है। वैकल्पिक रूप से, साइनेक्स 272 का उपयोग लिथियम निकालने के लिए भी किया गया था। लिथियम आयनों और एक्सट्रैक्टेंट्स के बीच कमजोर समन्वय बंधन के कारण लिथियम निष्कर्षण का तंत्र कोबाल्ट जैसे अन्य धातुओं से अलग पाया गया।

यह भी देखें

 * सुगंध निष्कर्षण
 * डॉर्टमुंड डाटा बैंक
 * गैर-यादृच्छिक दो-तरल मॉडल - (एनआरटीएल मॉडल) एलएल चरण संतुलन गणना
 * UNIQUAC - एलएल चरण संतुलन गणना

अग्रिम पठन

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