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什么是萃取剂的选择性系数

2021.9.22

对于固体材料的萃取如下:

由0.0001g分析天平去获得油含量=充满油样品重量-未含油样品重量。

2、以甲苯或石油醚当分解溶剂,使用合适的索格利特萃取器Soxhlet Extractor

来排出含油样品中的油而得到未含油样品。经过大约1小时萃取之后,将样品

放进在120度的烘箱内维持1小时去排出残余的分解溶剂,然后加以冷却。连

续反复萃取和烘干和冷却,直到部份残余重量固定在空气中干燥的样品重量的

0.05%。

3、针对大形物或为了要快速处理、而在不是非常在意要相当精确值和忧虑冶金

机械特性的情况下。则油的排除可将样品放进具有保护气体的烘箱中设定在430

度到650度加热处理。此方法可以在买卖双方同意下进行使用。对于真正燃烧温

度的选择可以被评论的,在此烧结90/10 CU/SN材料例子中,由制造者决定烧结

温度和时间。对青铜粉而言一般的烧结温度范围为815度到870度,其根据和被

要求的收缩程度、强度和气孔性都有关系。此方法以也应用于烧结铝合金材料假

如此温度不超过540度之条件下

2.对于液体混合物的分离,除可采用蒸馏的方法外,还可采用萃取的方法,即在液体混合物(原料液)

中加入一个与其基本不相混溶的液体作为溶剂,造成第二相,利用原料液中各组分在两个液相中的溶解

度不同而使原料液混合物得以分离。液-液萃取,亦称溶剂萃取,简称萃取或抽提。选用的溶剂称为萃取

剂,以S表示;原料液中易溶于S的组分,称为溶质,以A表示;难溶于S的组分称为原溶剂(或稀释剂)

,以B表示。 


如果萃取过程中,萃取剂与原料液中的有关组分不发生化学反应,则称之为物理萃取,反之则称之为化学萃取。 



萃取操作的基本过程如图4-11所示。将一定量萃取剂加入原料液中,然后加以搅拌使原料液与萃取剂充分混合,

溶质通过相界面由原料液向萃取剂中扩散,所以萃取操作与精馏、吸收等过程一样,也属于两相间的传质过程。

搅拌停止后,两液相因密度不同而分层:一层以溶剂S为主,并溶有较多的溶质,称为萃取相,以E表示;另一层

以原溶剂(稀释剂)B为主,且含有未被萃取完的溶质,称为萃余相,以R表示。若溶剂S和B为部分互溶,则萃

取相中还含有少量的B,萃余相中亦含有少量的S。 


由上可知,萃取操作并未有得到纯净的组分,而是新的混合液:萃取相E和萃余相R。为了得到产品A,并回收溶

剂以供循环使用,尚需对这两相分别进行分离。通常采用蒸馏或蒸发的方法,有时也可采用结晶等其它方法。脱

除溶剂后的萃取相和萃余相分别称为萃取液和萃余液。 


对于一种液体混合物,究竟是采用蒸馏还是萃取加以分离,主要取决于技术上的可行性和经济上的合理性。一般地

,在下列情况下采用萃取方法更为有利 


(1) 原料液中各组分间的沸点非常接近,也即组分间的相对挥发度接近于1,若采用蒸馏方法很不经济; 


(2) 料液在蒸馏时形成恒沸物,用普通蒸馏方法不能达到所需的纯度; 


(3) 原料液中需分离的组分含量很低且为难挥发组分,若采用蒸馏方法须将大量稀释剂汽化,能耗较大; 


(4) 原料液中需分离的组分是热敏性物质,蒸馏时易于分解、聚合或发生其它变化。 


2.萃取剂的选择 


选择合适的萃取剂是保证萃取操作能够正常进行且经济合理的关键。萃取剂的选择主要考虑以下因素。 


(1)萃取剂的选择性及选择性系数 


萃取剂的选择性是指萃取剂S对原料液中两个组分溶解能力的差异。若S对溶质A的溶解能力比对原溶剂B的溶

解能力大得多,即萃取相中比大得多,萃余相中比大得多,那么这种萃取剂的选择性就好。 


萃取剂的选择性可用选择性系数表示,其定义式为   

  (4-6) 



将式4-3代入上式得  (4-7)  



式中 ——选择性系数,无因次; 


,——萃取相E中组分A、B的质量分数; 


,——萃余相R中组分A、B的质量分数; 


,——组分A、B的分配系数。 

 



由的定义可知,选择性系数为组分A、B的分配系数之比,其物理意义颇似蒸馏中的相对挥发度。若>1,说明

组分A在萃取相中的相对含量比萃余相中的高,即组分A、B得到了一定程度的分离,显然值越大,值越小,选

择性系数就越大,组分A、B的分离也就越容易,相应的萃取剂的选择性也就越高;若=1,则由式4-6可知,或

,即萃取相和萃余相在脱除溶剂S 


后将具有相同的组成,并且等于原料液的组成,说明A、B两组分不能用此萃取剂分离,换言之所选择的萃取剂

是不适宜的。 


萃取剂的选择性越高,则完成一定的分离任务,所需的萃取剂用量也就越少,相应的用于回收溶剂操作的能耗也

就越低。 


由式4-6可知,当组分B、S完全不互溶时,则选择性系数趋于无穷大,显然这是最理想的情况。 


(2)原溶剂B与萃取剂S的互溶度 



图4-12所示为在相同温度下,同一种二元原料液与不同萃取剂、所构成的相平衡关系图。由图可见,萃取剂与组

分B的互溶度较小。 


为便于说明组分B与S的互溶度对萃取分离的影响,首先介绍所谓的萃取液最高组成的概念。 


如前所述,萃取操作都是在两相区内进行的,达平衡后均分成两个平衡的E相和R相。若将E相脱除溶剂,则得到萃

取液,根据杠杆规则,萃取液组成点必为SE延长线与AB边的交点,显然溶解度曲线的切线与AB边的交点即为萃取

相脱除溶剂后可能得到的具有最高溶质组成的萃取液,以表示,其溶质组成设为。与组分B、S的互溶度密切相关,

互溶度越小,可能得到的便越高,也就越有利于萃取分离,此结论与对选择性的分析相一致。由图可知,选择与组

分B具有较小互溶度的萃取剂比更利于溶质A的分离。 


(3) 萃取剂回收的难易与经济性 


萃取后的E相和R相,通常以蒸馏的方法进行分离。萃取剂回收的难易直接影响萃取操作的费用,从而在很大程度上

决定萃取过程的经济性。因此,要求萃取剂S与原料液中的组分的相对挥发度要大,不应形成恒沸物,并且最好是组

成低的组分为易挥发组分。若被萃取的溶质不挥发或挥发度很低时,则要求S的汽化热要小,以节省能耗。 


(4) 萃取剂的其它物性 


为使两相在萃取器中能较快的分层,要求萃取剂与被分离混合物有较大的密度差,特别是对没有外加能量的设备,

较大的密度差可加速分层,提高设备的生产能力。 



两液相间的界面张力对萃取操作具有重要影响。萃取物系的界面张力较大时,分散相液滴易聚结,有利于分层,但

界面张力过大,则液体不易分散,难以使两相充分混合,反而使萃取效果降低。界面张力过小,虽然液体容易分散

,但易产生乳化现象,使两相较难分离,因之,界面张力要适中。常用物系的界面张力数值可从有关文献查取。 


溶剂的粘度对分离效果也有重要影响。溶剂的粘度低,有利于两相的混合与分层,也有利于流动与传质,故当萃取剂

的粘度较大时,往往加入其它溶剂以降低其粘度。 


此外,选择萃取剂时,还应考虑其它因素,如萃取剂应具有化学稳定性和热稳定性,对设备的腐蚀性要小,来源充分,

价格较低廉,不易燃易爆等。 


通常,很难找到能同时满足上述所有要求的萃取剂,这就需要根据实际情况加以权衡,以保证满足主要要求。


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