酸碱萃取可以将一些化合物转化成离子形式（或反之亦然）从而而实现分离。
羧酸的溶解度与其相应的羧酸盐差别很大（图1）。比如水杨酸钠在水中的溶解度大约是水杨酸的350倍，并且它相当不溶于有机溶剂，如乙醚，因此可以用酸碱萃取提取。
图1 水杨酸和水杨酸钠的水溶解度数据
比如，苯甲酸和环己烷的混合物溶解在乙酸乙酯中。如果直接水洗可能只有少量的苯甲酸会被提取到水层中（图2a）。但是如果使用碱液洗涤，苯甲酸即可与NaOH反应得到苯甲酸钠进入水层，进而实现苯甲酸和环己烷的分离（图2.b）。
图2. 用下列物质洗涤苯甲酸和环己烷的混合物：a）水，b）NaOH
使用碱NaHCO3萃取的实例
在后处理中经常使用碳酸氢钠洗涤，比如Fischer酯化反应（图3）。苯甲酸与浓硫酸在乙醇中回流形成苯甲酸乙酯。在回流反应1小时后，从TLC可见反应混合物残留有未反应的羧酸。
图3 a）回流反应；b）反应方案c）回流1小时后的TLC，其中最左侧（BA）是苯甲酸，中间是（Co）是共点，最右侧是（Pr）是反应混合物（展开剂己烷：乙酸乙酯=1：1，用254紫外光观察）。
欲去除残留的羧酸，可以用碳酸氢钠溶液洗涤将苯甲酸转化为更易溶于水的苯甲酸钠形式，将其萃取到水层中（图4）。
图4 用饱和碳酸氢钠洗涤从Fischer酯化的反应混合物中除去残留的羧酸，然后将酯分离在有机层中。
酸碱萃取策略可以扩展到其他示例
一、分离碱
碱性化合物如胺可以通过用酸性溶液将它们转化为水溶性盐，这种方式可以把它们从有机层提取到水层中。
二、分离羧酸与酚类的混合物
羧酸和酚均可以通过NaOH溶液转化成水溶性盐，从有机层中转移到水层中
（图5a）。而酚类的酸性比羧酸低得多，其酸性不足以与完全与NaHCO3反应，因此NaHCO3碱液可用来分离羧酸和酚（图5b）。
图5a
三、分离酸，碱和中性化合物流程图
1. 分离酸性成分
当羧酸盐组分在锥形瓶中的水层中时，可以通过添加2M HCl(aq)将其转化为中性组分。在酸化之后，根据酸性组分是固体还是液体，可以采取两种路线：
- 盐酸酸化后如果形成的是固体，则可以通过抽滤收集固体（只有在看到大量大尺寸晶体时才应使用此方法）。如果形成细小的晶体（这是很常见的），它们会堵塞滤纸干扰充分的排水。如果与理论量相比仅观察到少量固体，则该化合物很可能是水溶性的，并且过滤会导致低回收率。
- 如果在酸化时没有固体形式（或者如果是细晶体或少量固体形式），则将酸性组分提取回有机溶剂。
2. 分离碱性成分
与分离酸性成分相似，但用的是2M NaOH(aq)
3. 分离中性成分
通过上述两种方法，中性成分将被保留在有机层，只需将有机相用饱和食盐水洗涤即可。
