برای هر دو آنالیت کلروبنزن به عنوان حلال استخراج کننده و متانول به عنوان حلال پخش کننده انتخاب شدند. نتایج بهینه سازی برای استخراج تیوفنل به این صورت به دست آمد: حجم حلال استخراج کننده: 100 میکرولیتر، حجم حلال پخش کننده: 5/1 میلی لیتر، مقدار نمک: %6 وزنی-حجمی، منحنی درجه بندی در شرایط بهینه از 10 تا 300 میکروگرم بر لیتر با ضریب همبستگی 991/0 خطی است. حد تشخیص روش 49/1 میکروگرم بر لیتر و انحراف استاندارد نسبی (rsd) روش %6 به دست آمد. نتایج بهینه سازی برای استخراج 2-متیل تیوفنل به این صورت به دست آمد: حجم حلال استخراج کننده: 150 میکرولیتر، حجم حلال پخش کننده: 5/1 میلی لیتر، مقدارنمک: %10 وزنی-حجمی، منحنی درجه بندی در شرایط بهینه از 10 تا 200 میکروگرم بر لیتر با ضریب همبستگی 994/0 خطی است. حد تشخیص روش 01/1 میکروگرم بر لیتر و انحراف استاندارد نسبی %8 به دست آمد. برای استخراج همزمان تیوفنل و 2-متیل تیوفنل، بهینه سازی متغیرهایی که تاثیر مستقیمی بر فرآیند استخراج دارند توسط نرم افزار minitab16 و با روش طراحی مرکب مرکزی انجام شد. طبق نتایج به دست آمده، شرایط بهینه برای رسیدن به بیشترین بازده استخراج که برای تیوفنل % 99/94 و برای 2-متیل تیوفنل %53/87 است به این ترتیب است: حلال استخراج کننده مناسب برای هر دو آنالیت کلروبنزن و حلال پخش کننده مناسب متانول است. حجم بهینه کلروبنزن 150 میکرولیتر و حجم بهینه متانول 53/1 میلی لیتر به دست آمد. برای تیوفنل منحنی درجه بندی از 10 تا 250 میکروگرم بر لیتر خطی است. حد تشخیص روش 4/1 میکروگرم بر لیتر و انحراف استاندار نسبی روش %6 است و برای 2-متیل تیوفنل منحنی درجه بندی از 10 تا 200 میکروگرم بر لیتر خطی است. حد تشخیص روش 11/1 میکروگرم بر لیتر و انحراف استاندارد نسبی روش %5/8است. در نهایت کارایی روش با انجام آزمایش روی نمونه های حقیقی بررسی شد و نتایج رضایت بخشی به دست آمد.