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三元体系的液-液相平衡
三元体系的相平衡关系都有哪几种表达方法?
答:依据组分BS互溶度的不同而承受不同的表达方式。对
B、S局部互溶体系,常用
三角形相图;当B、S完全不互溶时,则可仿照吸取中相平衡关系式的方法。
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相平衡关系在三角形相图上的表示
依据组分间的互溶性,三元体系可分为三种状况,即
①溶质完全溶于稀释剂B及萃取剂S中,但B与S不互溶。
②溶质A可完全溶解于组分B及S中,但B于S为一对局部互溶组分。
③组分AB可完全互溶,但BS及AS为两对局部互溶组分。
通常,①、②两种状况在萃取中较为常见,并称之为 I类物系。
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往双组分A和B的原料中参加适量的萃取剂S,经过充分的接触和静置后,便得到两个平衡的液层,其组成如图8-2中的E和R所示,此两个液层称为共轭相。假设转变萃取剂 S的用量,则将得到的共轭相。将代表各平衡液层组成坐标点联合起来, 便得到试验温度下的该三元物系的溶解度曲线CRPED假设B、S完全不互溶,则点C和D分别与三角形的顶点B及S重合。
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溶解度曲线将三角形分为两个区域, 曲线以内的区域为两相区,以外的区域为均相区或单相区,萃取操作只能在两相区内进展。 资料个人收集整理,勿做商业用途
连接共轭液相组成坐标的直线RE称为联结线。肯定温度下,同一物系的联结线倾斜方向一般是
全都的,各结线互不平行;也有少数物系联结线的倾斜方向会发生转变。 资料个人收集整理,勿做商业用途
影响溶解度曲线外形和两相区面积大小的因素如下: 在一样温度下,不同物系具有不同外形的溶解度曲线;同一物系,温度不同,两相区面积的大小将随之转变。 通常,温度上升,
组分间的互溶度加大,两相区面积变小。适当降低操作温度,对萃取分别是有利的。
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资料个
A单相区
A
单相区
D
S
联结线两相区
图8-2溶解度曲线和联结线
关心曲线又称共轭曲线,借助它可由某一相组成求得其共轭相组成。
图8-3关心曲线与临界混溶点
关心曲线的作法如
图8-3所示,通过点R、R2、R3等分别作BS边的平行线,再通过相应联结线的另一端点Ei、E2、
E3等分别作AB边的平行线,各线分别交于点
平滑曲线HKJL即为关心曲线。资料个人收集整理,勿做商业用途
H、K、J等,联结这些点所得
关心曲线与溶解度曲线的交点 P,说明通过该点的联结线为无限短,相当于这一系统的临界状态,故称点P为临界混溶点〔又称褶点〕。资料个人收集整理,勿做商业用途
肯定温度下,三元物系的溶解度曲线、联结线、关心曲线及临界混溶点的数据都是由
试验测得,也可从手册或有关专著中查得。 资料个人收集整理,勿做商业用途
相平衡关系在直角坐标图上表示一安排系数与安排曲线
①
R相中的组成之比称为安排系数,以kA表示,即
安排系数:在肯定温度下,溶质组分A在平衡E相与
组分A在E相中的组成
k
kA=组分A在R相中的组成 xA
(8-1)
同样,对于组分B也可写出相应的安排系数表达式,即
kB,
Xb
(8-1a)
明显,kA值愈大,萃取分别的效果愈好。
②
安排曲线:溶质A在互为平衡的两液层
中的组成,
角坐标图上用安排曲线表示,如图
可仿照蒸馏和吸取中的方法, 在直
8-4所示。资料个人收集整理,勿做商业用途
由于安排曲线上任意一点表达了平衡的 E、R两相中的组成关系,故可由安排曲线的某
一点求得三角形相图中相应的联结线
ER资料个人收集整理,勿做商业用途
组分B、S完全不互溶的相平衡关系
在操作条件下,假设BS可视为完全不互溶,且以质量比表示相组成的安排系数为常数时,则式8-1可改写为如下形式,即资料个人收集整理,勿做商业用途
Y=KX 〔8-1b〕
此状况下,相平衡关系不必用三角形相图表示,直接用平衡关系式描述。对于组分B、S完全不互溶物系,安排曲线在 X-Y坐标图上绘制更为便利。
杠杆规章在萃取中如何应用?
答:杠杆规章是物料衡算的图解方法,对萃取的物料衡算供给了便利。如两股物料的混合和分别,利用杠杆规章作定量计算很便利。 资料个人收集整理,勿做商业用途
将Rkg的R相与Ekg的E相相混合,便得到总组成为XM的M混合液,如图8-5所示。反之,在分层区内,任一点 M所代表的混合液可分为两个液层 R、E。M点称为和点,R点和
E点称为差点。混合液M与两液层E、R之间