鹽效應(yīng)（增大難溶電解質(zhì)溶解度的效應(yīng)）

產(chǎn)生

在弱電解質(zhì)、難溶電解質(zhì)和非電解質(zhì)的水溶液中，加入非同離子的無機(jī)鹽，能改變?nèi)芤旱幕疃认禂?shù)，從而改變離解度或溶解度。這一效應(yīng)稱為鹽效應(yīng)。

鹽析效應(yīng)主要是由離子的靜電作用引起的，可以簡(jiǎn)單地認(rèn)為，離子和水分子(為偶極子)因靜電作用而產(chǎn)生水化，減少了可以作為“自由”溶劑的水分子，從而降低了非電解質(zhì)的溶解度。鹽析效應(yīng)常用來促進(jìn)物質(zhì)的分離，如蛋白質(zhì)溶液加鹽發(fā)生沉淀；脂肪水解后加食鹽促使肥皂與甘油水溶液的分離等。鹽溶效應(yīng)較少見，主要是含有大離子的鹽類對(duì)較大非電解質(zhì)分子的作用，此時(shí)靜電力已非主導(dǎo)。

往弱電解質(zhì)的溶液中加入與弱電解質(zhì)沒有相同離子的強(qiáng)電解質(zhì)時(shí)，由于溶液中離子總濃度增大，離子間相互牽制作用增強(qiáng)，使得弱電解質(zhì)解離的陰、陽離子結(jié)合形成分子的機(jī)會(huì)減小，從而使弱電解質(zhì)分子濃度減小，離子濃度相應(yīng)增大，解離度增大，這種效應(yīng)稱為鹽效應(yīng)。在

鹽效應(yīng)

說明

①使難溶物質(zhì)溶解度增加

例如，

②使弱電解質(zhì)電離度增大

在弱電解質(zhì)溶液中，加入不含相同離子的強(qiáng)電解質(zhì)，由于鹽效應(yīng)，會(huì)使弱電解質(zhì)的電離度增大。例如，

鹽效應(yīng)導(dǎo)致難溶電解質(zhì)的溶解度增大，這一現(xiàn)象是沉淀-溶解平衡移動(dòng)的結(jié)果嗎？

不是。在討論同離子效應(yīng)對(duì)沉淀-溶解平衡的影響，也提到鹽效應(yīng)對(duì)難溶電解質(zhì)溶解度的影響。但是，我們并沒有將鹽效應(yīng)當(dāng)作影響沉淀-溶解平衡移動(dòng)的因素。這是因?yàn)?，在高濃度外加電解質(zhì)存在條件下，系統(tǒng)不能達(dá)到我們所討論的那種平衡狀態(tài)。

讓我們?cè)僖淮斡懻?p style="text-align: center;">

需要指出的是，化學(xué)手冊(cè)中的

將固體AgCl放在KNO3水溶液中攪拌，隨著AgCl不斷溶解，溶液中Ag+離子和Cl-離子的濃度同步增大。當(dāng)

鹽效應(yīng)有時(shí)又叫非共同離子效應(yīng)(uncommonioneffect，或diverseioneffect)，這個(gè)術(shù)語易讓學(xué)生將這種效應(yīng)與同離子效應(yīng)聯(lián)系在一起。從上述討論不難發(fā)現(xiàn)，同離子效應(yīng)涉及沉淀-溶解平衡的移動(dòng)，而鹽效應(yīng)則與平衡移動(dòng)無關(guān)。

應(yīng)用

分離技術(shù)是化工生產(chǎn)過程中的主要操作單元，也是能耗產(chǎn)生的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，因此，研究開發(fā)高效、低能耗的分離技術(shù)是化工廠降低成本、提高競(jìng)爭(zhēng)力的關(guān)鍵。鹽效應(yīng)能夠顯著擴(kuò)大分離體系中不同組分的性質(zhì)差異而使其可應(yīng)用于傳統(tǒng)分離技術(shù)難以實(shí)現(xiàn)的過程，并具有突出的低能耗特性，近年來越來越受到關(guān)注。

鹽效應(yīng)分離技術(shù)開發(fā)的理論基礎(chǔ)是鹽效應(yīng)對(duì)氣液、液液、固液相平衡的影響。具體表現(xiàn)為如下5 個(gè)方面：①鹽的加入致使飽和蒸氣壓降低，溶劑沸點(diǎn)升高； ②鹽與溶液中特定溶劑呈締合狀，導(dǎo)致溶液結(jié)構(gòu)發(fā)生變化； ③加鹽后導(dǎo)致體系平衡氣相各組成發(fā)生變化； ④鹽的加入使溶液體系間相互溶解度發(fā)生變化； ⑤鹽的加入引起溶解的某種固體或氣體溶質(zhì)溶解度發(fā)生變化。如何將基于鹽效應(yīng)對(duì)于相平衡的影響應(yīng)用到實(shí)際的分離過程中，一般的思路是以電解質(zhì)溶液理論為基礎(chǔ)，實(shí)驗(yàn)測(cè)定分離體系的基礎(chǔ)相平衡數(shù)據(jù)，利用化學(xué)熱力學(xué)計(jì)算含鹽體系的熱力學(xué)相平衡函數(shù)，建立含鹽體系的熱學(xué)數(shù)學(xué)模型，利用熱力學(xué)模型驗(yàn)證、預(yù)測(cè)含鹽體系的熱力學(xué)相平衡特征，進(jìn)而得到鹽效應(yīng)相平衡規(guī)律，以此規(guī)律來指導(dǎo)鹽效應(yīng)分離技術(shù)的開發(fā)和優(yōu)化。?

鹽效應(yīng)在蒸（精）餾分離中的應(yīng)用

蒸（精）餾是化工分離中最常用的方法，是基于分離體系中不同組分的相對(duì)揮發(fā)度的差異實(shí)現(xiàn)分離的。但是化學(xué)工業(yè)中有一些體系如醇－水體系存在相對(duì)揮發(fā)度差異很小或者存在共沸點(diǎn)而難以通過蒸餾分離，通過加入某些鹽能夠顯著改變體系的相對(duì)揮發(fā)度、消除共沸點(diǎn)而使得分離過程大大優(yōu)化。

鹽效應(yīng)氣液分離工藝

以鹽效應(yīng)對(duì)氣液相平衡的影響為基礎(chǔ)，開發(fā)出一系列鹽效應(yīng)氣液分離工藝，在工業(yè)上得到廣泛的應(yīng)用，其中比較有代表性的是溶鹽精餾與加鹽萃取精餾。

近年來，針對(duì)難分離的共沸、近沸體系，通過向分離體系中添加水、有機(jī)溶劑等方法以萃?。s集成的方式可以實(shí)現(xiàn)體系的分離要求，但是仍然存在能量消耗大，溶劑用量大等缺點(diǎn)，導(dǎo)致操作成本增加，抵消了添加助劑以提高相對(duì)揮發(fā)度從而使實(shí)際塔板數(shù)降低的效果。利用鹽效應(yīng)對(duì)氣液相平衡的影響，開發(fā)出了不同于共沸精餾、萃取精餾的新工藝———溶鹽精餾。與傳統(tǒng)的加水、加有機(jī)溶劑提高相對(duì)揮發(fā)度措施相比，鹽離子對(duì)溶液組分間的相對(duì)揮發(fā)度的影響要遠(yuǎn)大于前兩者，因此，溶鹽精餾具有低能耗的顯著特征。溶鹽精餾雖能有效分離恒沸溶液，但也存在著溶液中鹽容易結(jié)晶阻塞管道、固體物料難輸送、鹽的回收等問題。

段占庭集成萃取蒸餾及溶鹽精餾的優(yōu)點(diǎn)，研究開發(fā)了一種新型分離工藝———加鹽萃取精餾。它一方面利用溶鹽能夠顯著提高組分間相對(duì)揮發(fā)度的特點(diǎn)，避免了純?nèi)軇┯昧看蟆⒎蛛x效率低的缺點(diǎn)；另一方面保持萃取溶劑能夠循環(huán)利用及回收，便于實(shí)現(xiàn)工業(yè)規(guī)?；a(chǎn)。鹽效應(yīng)氣液分離工藝因?yàn)辂}的加入，顯著擴(kuò)大了分離體系的性質(zhì)差異性，使其具有選擇性高、能耗低的特征，但不免存在易結(jié)垢、阻塞、腐蝕的缺點(diǎn)，將鹽效應(yīng)氣液分離工藝用于現(xiàn)有工業(yè)分離裝置仍具有相當(dāng)難度。離子液體作為一種特殊的鹽，具有優(yōu)良的物理化學(xué)性質(zhì)，開發(fā)出低成本的離子液體用于鹽效應(yīng)氣液分離工藝，是一條新的發(fā)展思路。?

鹽效應(yīng)在液液分離中的應(yīng)用

目前，研究開發(fā)的鹽效應(yīng)液液平衡分離工藝中，比較有代表性的工藝有加鹽分相法、新型雙水相萃取、三液相萃取工藝。

加鹽分相法是繼恒沸精餾、萃取精餾等特殊方法之后分離恒沸體系的又一新方法。往混合溶液中加入一定量的鹽，由于鹽與溶劑間的相互作用，導(dǎo)致溶液液－液相分層，從而達(dá)到分離的目的。加鹽分相法主要應(yīng)用于分離有機(jī)溶劑－水二元恒沸體系，在含鹽有機(jī)溶劑－水體系中，由于鹽的鹽析作用，恒沸有機(jī)水溶液體系分層形成兩相，水相中含有少量有機(jī)物，有機(jī)相中含有極少量鹽和少量水，從而使大部分有機(jī)溶劑從有機(jī)相中脫除，得到較高的分離因子。除了二元恒沸體系外，對(duì)于三元部分互溶體系，鹽效應(yīng)也會(huì)影響其平衡關(guān)系。與萃取精餾、恒沸精餾等特殊精餾方法相比，加鹽分相法具有的突出特點(diǎn)是能耗低，具有較好的工業(yè)應(yīng)用前景。此外，在石油加工領(lǐng)域中，利用加鹽分相法回收芳烴抽提過程中的萃取溶劑，因?yàn)槠淞鞒毯?jiǎn)單、能耗低，也具有較大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

與加鹽分相法的基本原理相似，新型雙水相萃取、三液相萃取工藝也是利用加鹽使液液體系分層的原理而提出的。雙水相萃取在生物分離、金屬分離、中草藥有效成分提取、色素提取等方面有重要的應(yīng)用前景。以親水有機(jī)溶劑/鹽雙水相體系為代表的新型雙水相萃取，與聚合物∕聚合物傳統(tǒng)雙水相萃取相比，該工藝具有價(jià)格低廉、低毒、較易揮發(fā)而無需反萃取和避免使用黏稠水溶性高聚物等特點(diǎn)。新型雙水相萃取工藝是近年來新開發(fā)的鹽效分離新工藝，具有廣闊的應(yīng)用前景。

三液相萃取工藝可以實(shí)現(xiàn)分離工藝集成，減少中間步驟，同時(shí)具有多組分分離、生產(chǎn)效率高的特點(diǎn)。新型三液相萃取工藝為復(fù)雜的多組分體系的高效分離提供了一條有效途徑。鹽效應(yīng)液液分離工藝除了具有環(huán)境污染小、低毒、低能耗的特點(diǎn)外，還具有設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便、易于工業(yè)放大的特點(diǎn)，在石油加工、生物分離領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景，但目前工業(yè)化應(yīng)用還比較少。針對(duì)具體體系選擇特定的鹽、分相機(jī)理、分離新工藝以及工藝集成是未來需要重點(diǎn)研究解決的問題。?

在結(jié)晶分離中的應(yīng)用

傳統(tǒng)的含鹽溶液的分離采用蒸發(fā)或者冷卻結(jié)晶實(shí)現(xiàn)。從鹽效應(yīng)對(duì)液液平衡的影響中可以知道加入鹽可以實(shí)現(xiàn)液液分相，同樣向含鹽溶液中添加溶劑也可以將鹽從溶液中結(jié)晶析出，基于此原理開發(fā)了一種新型的分離方法———萃取結(jié)晶鹽工藝。萃取結(jié)晶鹽工藝是不同于溶液蒸發(fā)從鹽水體系中回收鹽的新方法，該方法是將一種有機(jī)萃取劑加入飽和鹽水體系，使萃取劑捕獲部分被鹽離子所溶解的水分子，萃取劑和水互溶，從而使鹽結(jié)晶分離出來。

萃取結(jié)晶不僅是鹽效分離過程中回收鹽的有效方法，還可用于鹽湖鹵水體系回收鹽、工業(yè)制鹽、分離固體鹽混合物等方面。由于萃取結(jié)晶分離技術(shù)在能耗上的巨大優(yōu)勢(shì)，被廣泛認(rèn)為是可以在濃縮回收鹽過程中替代蒸發(fā)操作的有效方法。

其他信息

在海洋中，有的地方鹽度高、有的地方鹽度低。這其中的一個(gè)重要原因就是海水溫度不一樣。溫度高的地方蒸發(fā)就相對(duì)要大，也就是說鹽度要大一些，密度也就大一些。溫度低的地方蒸發(fā)就相對(duì)要小，也就是說鹽度要小，密度也要低。洋流分為風(fēng)海流、密度流、補(bǔ)償流，這就是由于溫度和鹽度的原因造成的密度流。