第四章、萃取得习题解答
第四章、萃取的习题解答Word版
第四章 萃取的习题解答2．在单级萃取装置中,用纯水萃取含醋酸309毛(质量分数,下同)的醋酸一庚晦3棍合液1刷屿,要求萃余相中醋酸组成不大于1096。
操作条件下的平衡数据见习题1。
试求:")水的用量为若干公斤?(2)萃余相的量及醋酸的萃余率(即萃余相中的醋酸占原料液中醋酸的百分数)。
解： 由30%F x =在AB 边上确定'F .(见习题1附图1) 5联接'F S 过由10%R x =在溶解度曲线上确定'R ,过'R 作联结线''R E 并与'F S 线交于'M ,则水的用量和萃余相的量可根据杠杆规则确定，即 （1） 水的用量S ''5910001283'46F M S F kg M S =⨯=⨯= （2） 萃余相的量和萃余率 100012832283M F S k =+=+= ''292283807.482''E M R M kg E R =⨯=⨯=所以萃余率＝''807.40.126.91%10000.3R F Rx Fx ⨯==⨯3. 在25℃下,用甲基异丁基甲酮(MBK)从含丙酮40%(质量分数)的水溶液中萃取丙酮。
原料液的流量为1500kg/h 。
试求:(1)当要求在单级萃取装置中获得最大组成的萃取液时,萃取剂的用量为若干(kg/h)?(2)若将(l)求得的萃取剂用量分作两等份进行两级错流萃取,试求最终萃余相的流量和组成。
(3)比较(1)(2)两种操作方式中丙酮的回收率(即萃出率)。
操作条件下的平衡数据见本题附表。
习题3附表1溶解度曲线数据(质量分数)习题3附表2联结线数据(丙酮的质量分数)解：根据附表数据绘溶解度曲线及辅助曲线如附图所示 （1）萃取剂用量过S 作溶解度曲线的切线SE 并延长交AB 边于点'E ，过点E 作联结线ER 与FS 交于点M ,利用杠杆规则求得 361500760/71FM S F kg h MS=⨯=⨯=（3） 两级错流萃取的最终萃余相的组成和流量每级溶剂的用量1760380/2S kg h =⨯=由1S 和F 的流量确定1M ，且1M 150********/kg h =+= 过1M 作联结线11R E ,由杠杆规则确定1R1111113218801253/48E M R M kg h R E =⨯=⨯=联结1R S ,由1R 和1S 确定2M ,过2M 作联结线22E M 由杠杆规则确定第二级萃余相的流量2R ,即 22222240(1253380)1020/64E M R M kg h R E =⨯=+⨯=由图读得 20.18x =（4） 两种操作方式中丙酮的萃取率 单级萃取： 0.31A y =30(1500760)1149/59RM E M kg h RE=⨯=+⨯=丙酮的萃取率 11490.310.69469.4%15000.4A A F Ey Fx ϕ⨯====⨯ 4. 在多级错流接触萃取装置中,以水作萃取剂从含乙醛6%(质量分数,下同)的乙醛一甲苯混合液中提取乙醛。
萃取试题及答案
萃取试题及答案一、选择题（每题2分，共10分）1. 萃取过程中，溶剂的选择主要取决于（）。
A. 溶质的极性B. 溶剂的极性C. 溶质的沸点D. 溶剂的沸点答案：A2. 在萃取过程中，溶质从一种溶剂转移到另一种溶剂的现象称为（）。
A. 溶解B. 沉淀C. 转移D. 分离答案：C3. 萃取操作中，为了提高萃取效率，通常采用的方法是（）。
A. 增加溶剂量B. 增加萃取次数C. 增加溶质量D. 增加温度答案：B4. 在萃取过程中，如果溶质在两种溶剂中的溶解度差异不大，那么萃取效果（）。
A. 很好B. 一般C. 较差D. 无法进行答案：C5. 萃取时，如果溶剂与原溶剂不互溶，则可以使用（）方法进行分离。
A. 蒸馏B. 过滤C. 离心D. 沉降答案：A二、填空题（每题2分，共10分）1. 在萃取操作中，通常使用______作为萃取剂，以提高溶质的分离效率。
答案：与原溶剂不互溶的溶剂2. 萃取时，如果萃取剂与溶质反应，则会影响萃取的______。
答案：效果3. 在萃取过程中，如果溶质在两种溶剂中的溶解度相差很大，那么萃取效果会______。
答案：很好4. 萃取操作中，为了减少溶剂的挥发，通常在萃取器上安装______。
答案：冷凝器5. 萃取操作完成后，通常需要通过______来分离萃取剂和萃取物。
答案：分液漏斗三、简答题（每题5分，共10分）1. 简述萃取操作的基本原理。
答案：萃取操作的基本原理是利用溶质在两种互不相溶的溶剂中溶解度的差异，通过一种溶剂将溶质从另一种溶剂中转移出来的过程。
2. 在实验室中进行萃取操作时，需要注意哪些安全事项？答案：在实验室进行萃取操作时，需要注意以下安全事项：确保使用的安全设备，如通风柜；穿戴适当的个人防护装备，如实验室防护眼镜和手套；避免使用易燃或有毒的溶剂；在操作过程中避免溶剂接触皮肤或吸入溶剂蒸气；在操作完成后妥善处理剩余的溶剂和萃取物。
萃取习题及解答
序号
水 相
异 丙 醚 相
％A
％B
％S
％A
％B
％S
1
0.69
98.1
1.2
0.18
0.5
99.3
2
97.1
1.5
0.37
0.7
98.9
3
2.7
95.7
1.6
0.79
0.8
98.4
4
6.4
91.7
1.9
1.9
1.0
97.1
5
13.30
④过M点作平衡连结线，得萃取相E和萃余相R的组成点
⑤量出线段RE、ME长度
R/E= / R=M* /RE=26.4kgE=M-R=63.6kg
⑥从图上读出：
萃取相EyA=0.048yB=0.040ys=0.912
萃余相RxA=0.063 xB=0.860xS=0.077
（2）kA= yA/xA=0.048/0.063=0.762
萃取习题及解答
1、出下表中序号1、4、7的选择性系数。
丙酮（A）—水（B）—三氯乙烷（S）在25℃下的平衡数据（质量％）
序号
水 相
三 氯 乙 烷 相
％A
％B
％S
％A
％B
％S
1
5.96
93.52
0.52
8.75
0.32
90.93
2
10.00
89.40
0.60
15.00
0.60
84.40
3
13.97
85.35
β=(yA/xA)/(yB/xB)=（0.048/0.063）/（0.040/0.860）=16.381
化工原理课后习题答案详解第四章.doc
第四章多组分系统热力学4.1有溶剂A与溶质B形成一定组成的溶液。
此溶液中B的浓度为c B，质量摩尔浓度为b B，此溶液的密度为。
以M A，M B分别代表溶剂和溶质的摩尔质量，若溶液的组成用B的摩尔分数x B表示时，试导出x B与c B，x B与b B之间的关系。
解：根据各组成表示的定义4.2D-果糖溶于水（A）中形成的某溶液，质量分数，此溶液在20 C时的密度。
求：此溶液中D-果糖的（1）摩尔分数；（2）浓度；（3）质量摩尔浓度。
解：质量分数的定义为4.3在25 C，1 kg水（A）中溶有醋酸（B），当醋酸的质量摩尔浓度b B介于和之间时，溶液的总体积。
求：（1）把水（A）和醋酸（B）的偏摩尔体积分别表示成b B的函数关系。
（2）时水和醋酸的偏摩尔体积。
解：根据定义当时4.460 ︒C时甲醇的饱和蒸气压是84.4 kPa，乙醇的饱和蒸气压是47.0 kPa。
二者可形成理想液态混合物。
若混合物的组成为二者的质量分数各50 %，求60 ︒C 时此混合物的平衡蒸气组成，以摩尔分数表示。
解：质量分数与摩尔分数的关系为求得甲醇的摩尔分数为根据Raoult定律4.580 ︒C是纯苯的蒸气压为100 kPa，纯甲苯的蒸气压为38.7 kPa。
两液体可形成理想液态混合物。
若有苯-甲苯的气-液平衡混合物，80 ︒C时气相中苯的摩尔分数，求液相的组成。
解：根据Raoult定律4.6在18 ︒C，气体压力101.352 kPa下，1 dm3的水中能溶解O2 0.045 g，能溶解N2 0.02 g。
现将 1 dm3被202.65 kPa空气所饱和了的水溶液加热至沸腾，赶出所溶解的O2和N2，并干燥之，求此干燥气体在101.325 kPa，18 ︒C下的体积及其组成。
设空气为理想气体混合物。
其组成体积分数为：，解：显然问题的关键是求出O2和N2的Henry常数。
18 C，气体压力101.352 kPa下，O2和N2的质量摩尔浓度分别为这里假定了溶有气体的水的密度为（无限稀溶液）。
化工原理复习题 萃取习题
化工原理复习题萃取习题化工原理复习题--萃取习题【例8-4】在25℃下以水（s）为萃取剂从醋酸（a）与氯仿（b）的混合液中提取醋酸。
已知原料液流量为1000kg/h，其中醋酸的质量百分率为35%，其余为氯仿。
用水量为800kg/h。
操作温度下，e相和r相以质量百分率表示的平均数据列于本例附表中。
试求：（1）经单级提炼后e阴之木r相的共同组成及流量；（2）若将e阴之木r看中的溶剂全然硅醚，Ploudalm萃取液及萃余液的共同组成和流量；（3）操作方式条件下的选择性系数β；（4）若组分b、s可以视为全然不互溶，且操作方式条件下质量比则表示二者共同组成的分配系数k=3.4，建议原料液中溶质a的80%步入提炼二者，则每公斤稀释剂b须要消耗多少公斤提炼剂s？解：根据题给数据，在等腰直角三角形坐标图中作出溶解度曲线和辅助曲线，如本题附图所示。
基准8-4附表氯仿层（r相）醋酸0．006．7717．7225．7227．6532．0834．1642．5水0．991．382．284．155．207．9310．0316．5水层（e二者）醋酸0．0025．1044．1250．1850．5649．4147．8742．50水99．1673．6948．5834．7131．1125．3923．2816．50（1）两相的组成和流量根据醋酸在原料液中的质量百分率为35%，在ab边上确定f 点，联结点f、s，按f、s的流量用杠杆定律在fs线上确定和点m。
因为e阴之木r相的共同组成均未得出，可借辅助曲线用试差作图法确认通过m点的连结线er。
由图读得两相的共同组成为e相ya=27%，yb=1.5%，ys=71.5%r相xa=7.2%，xb=91.4%，xs=1.4%依总物料衡算得m=f+s=1000+800=1800kg/h由图量得rm=45.5mm及re=73.5mm用式8-32谋e相的量，即为e?m?rm?1800?45.5?111k4g/h73.5rer=m－e=1800－1114=686kg/h（2）萃取液、萃余液的共同组成和流量连接点s、e，并缩短se与ab边处设e′，由图念得ye′=92%。
萃取学期末考试题及答案
萃取学期末考试题及答案一、选择题（每题2分，共20分）1. 萃取过程中，溶剂的选择依据是什么？A. 溶剂的沸点B. 溶剂的极性C. 溶剂的密度D. 溶剂的化学稳定性答案：B2. 以下哪种物质不适合作为萃取剂？A. 酒精B. 苯C. 水D. 硫酸答案：D3. 萃取过程中，哪种因素会影响萃取效率？A. 温度B. 压力C. 萃取剂的用量D. 所有以上因素答案：D4. 萃取操作中，哪种设备是必需的？A. 蒸馏塔B. 萃取塔C. 反应器D. 蒸发器5. 在萃取过程中，如何提高萃取效率？A. 增加萃取剂的用量B. 提高操作温度C. 增加搅拌速度D. 以上都是答案：D6. 萃取分离的原理是什么？A. 溶解度差异B. 沸点差异C. 密度差异D. 以上都不是答案：A7. 萃取过程中，哪种类型的混合物最适合萃取？A. 互溶混合物B. 非互溶混合物C. 固体混合物D. 气体混合物答案：B8. 萃取操作中，哪种类型的溶剂可以循环使用？A. 一次性使用的溶剂B. 可再生的溶剂C. 易挥发的溶剂D. 难降解的溶剂答案：B9. 萃取过程中，哪种物质的加入可以提高萃取效率？B. 抑制剂C. 缓冲剂D. 盐析剂答案：D10. 萃取操作中，哪种设备用于分离萃取剂和萃取物？A. 分离塔B. 蒸馏塔C. 离心机D. 过滤器答案：A二、填空题（每题2分，共20分）1. 萃取是一种利用不同物质在两种不互溶的溶剂中的溶解度差异来实现分离的方法。
2. 在萃取过程中，被萃取的物质称为萃取物，而用于萃取的溶剂称为萃取剂。
3. 萃取操作中，萃取剂的选择应基于萃取物和原溶剂之间的______差异。
4. 萃取操作中，为了提高萃取效率，可以采用______或______的方法。
5. 萃取过程中，萃取剂和萃取物的分离可以通过______或______设备来实现。
6. 萃取操作中，为了减少溶剂的消耗，可以采用______溶剂。
7. 萃取过程中，温度的控制对萃取效率有重要影响，一般而言，提高温度会______萃取效率。
电子教案与课件：《化工原理下册》 第4章萃取
第4章 液—液萃取
❖ 萃取的基本流程
第4章 液—液萃取
❖ 下列情况下采用萃取比蒸馏更经济合理
1、组分间相对挥发度接近“1“或者形成恒沸物的混合液 2、溶质在混合液中的含量很低且为难挥发组分 。 3、有热敏性组分的混合液
第4章 液—液萃取
❖ 萃取相 萃余相
1、萃取相（E）含萃取剂（S）多；萃余相（R）含 原溶剂（B）多。
第4章 液—液萃取
4.2.2多级错流接触萃取的计算 若单级萃取所得的萃余相溶质含量较高，
未低于规定值，则需采用多级萃取。
多级错流接触萃取流程
（1）每级都加入新鲜溶剂 （2）前级的萃余相为后级的原料
第4章 液—液萃取
4.2.2多级错流接触萃取的计算
已知条件:相平衡数据、原料液F的量、组成 xF及其各级S的用量，同时规定最终萃余相要 达到的组成为xn
第4章 液—液萃取
➢ 三角形相图上的相平衡关系
1、溶解度曲线和联结线
•实验获取溶解度曲线
•联结线的意义
●★
★ ★●
第4章 液—液萃取
➢ 三角形相图上的相平衡关系
2、临界混溶点和辅助曲线
•临界混溶点 •临界混溶点是萃取相 与萃余相的分界点。
第4章 液—液萃取
➢ 三角形相图上的相平衡关系
2、临界混溶点和辅助曲线
最小用量
➢ 原料一定，萃取剂S用量越
小，混合点M越靠近F点，但
不能超过溶解度线上的RC点
RC
对应RC点的萃取剂用量为 其最小用量Smin
第4章 液—液萃取
4.2.1.4单级萃取的最大萃取液组成及相应的萃取剂 用量
➢ 从S点作溶解度曲线的切线 与AB边相交，交点是单级 萃取所能得到的最大萃取 液组成。
萃取习题及答案
萃取习题及答案⼀、单选题1．进⾏萃取操作时应使溶质A的（） CA 分配系数⼤于1B 分配系数⼩于1C 选择性系数⼤于1D 选择性系数⼩于12．⼀般情况下，稀释剂B组分的分配系数k B值：（） BA ⼤于1B ⼩于1C 等于1D 难以判断，都有可能3．⽤纯溶剂S对A、B混合液进⾏单级(理论)萃取，当萃取剂⽤量增加时(进料量和组成均保持不变)所获得的萃取液组成变化是（）。
DA 增加B 减少 C不变 D变化趋势不确定4．单级(理论)萃取中，在维持进料组成和萃取相浓度不变的条件下，若⽤含有少量溶质的萃取剂代替纯溶剂所得萃余相浓度将（）。
CA 增加B 减少 C不变 D不⼀定5．单级(理论级)萃取操作中，在维持相同萃余相浓度下，⽤含有少量溶质的萃取剂代替纯溶剂，则萃取相量与萃余相量之⽐将（）。
AA 增加B 不变C 降低 D不定6．单级(理论级)萃取操作中，在维持相同萃余相浓度下，⽤含有少量溶质的萃取剂代替纯溶剂，萃取液的浓度(指溶质)将（）。
BA 增加B 不变 C降低 D不定7．萃取剂加⼊量应使原料和萃取剂的和点M位于（）。
CA 溶解度曲线之上⽅区B 溶解度曲线上C 溶解度曲线之下⽅区D 座标线上8．萃取是利⽤各组分间的（）差异来分离液体混合物的。
CA 挥发度C 溶解度D 密度9．采⽤多级逆流萃取与单级萃取相⽐较，如果溶剂⽐、萃取相浓度⼀样，则多级逆流萃取可使萃余相分率（）。
BA 增⼤B 减少C 基本不变D 增⼤、减少都有可能10．在B-S部分互溶萃取过程中，若加⼊的纯溶剂量增加⽽其它操作条件不变，则萃取液浓度（）。
DA 增⼤B 下降C 不变D 变化趋势不确定11．液液萃取三元物系中，按其组分之间互溶性可区分为（）种情况。
BA 两种B 三种C 四种D 多种⼆、填空题1．萃取过程是。
于混合液中加⼊溶剂使溶质由原溶液转移到溶剂中的过程2．在多级逆流萃取中，欲达到同样的分离程度，溶剂⽐愈⼤则所需理论级数愈。
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第四章萃取得习题解答
2.在单级萃取装置中,用纯水萃取含醋酸309毛(质量分数,下同)得醋酸一庚晦3棍合液1刷屿,要求萃余相中醋酸组成不大于1096。
操作条件下得平衡数据见习题1。
试求:")水得用量为若干公斤?(2)萃余相得量及醋酸得萃余率(即萃余相中得醋酸占原料液中醋酸得百分数)。
解:由在边上确定、(见习题1附图1) 5联接过
由在溶解度曲线上确定,过作联结线并与线交于,则水得用量与萃余相得量可根据杠杆规则确定,即
（1）水得用量
（2）萃余相得量与萃余率
所以萃余率＝
3、在25℃下,用甲基异丁基甲酮(MBK)从含丙酮40%(质量分数)得水溶液中萃取丙酮。
原料液得流量为1500kg/h。
试求:
(1)当要求在单级萃取装置中获得最大组成得萃取液时,萃取剂得用量为若干(kg/h)?
(2)若将(l)求得得萃取剂用量分作两等份进行两级错流萃取,试求最终萃余相得流量与组成。
(3)比较(1)(2)两种操作方式中丙酮得回收率(即萃出率)。
操作条件下得平衡数据见本题附表。
习题3附表1溶解度曲线数据(质量分数)
习题3附表2联结线数据(丙酮得质量分数)
解:根据附表数据绘溶解度曲线及辅助曲线如附图所示
(1)萃取剂用量
过作溶解度曲线得切线并延长交边于点,过点作联结线与交于点,利用杠杆规则求得
（3）两级错流萃取得最终萃余相得组成与流量
每级溶剂得用量
由与得流量确定,且
过作联结线,由杠杆规则确定
联结,由与确定,过作联结线
由杠杆规则确定第二级萃余相得流量,即
由图读得
（4）两种操作方式中丙酮得萃取率
单级萃取:
丙酮得萃取率
4、在多级错流接触萃取装置中,以水作萃取剂从含乙醛6%(质量分数,下同)得乙醛一甲苯混合液中提取乙醛。
原料液得流量为120kg/h,要求最终萃余相中乙醛含量不大于0、5%。
每级中水得用量均为25kg/h。
操作条件下,水与甲苯可视作完全不互溶,以乙醛质量比组成表示得平衡关系为:Y=2、2X。
试在X-Y坐标系上用作图法与解析法分别求所需得理论级数。
解:由题给条件可知
（1）用作图法求理论级数
由平衡关系知,分配曲线为通过原点得直线,如本题附图所示
操作线斜率为:
由在横轴上确定点、过点作斜率为得操作线交分配曲线于点,点代表第一级所对应得萃取相与萃余相组成得坐标点,过点作轴得垂线交轴于点,过点做操作线,如此重复,。
即共需6、5个理论级。
（2）解析法求理论级数
5.将习题3得两级错流接触萃取改为两级逆流接触萃取,其她条件均相同,试求丙嗣得萃取率。
解:由题给条件知 ,,
由习题3得平衡数据作溶解度曲线与辅助曲线,由已知量确定点
由于为未知,故需试差法。
即先假设,若由作图求得得与假设相符,则计算结果有效。
假设,由此确定,连接,延长后与溶解度曲线交于,联结与,两线近似平行,可按操作线平行试差。
试差结果表明,原设正确,由图读得。
根据杠杆规则
丙酮得萃取率
6.在级式接触萃取器中用纯溶剂S逆流萃取A、B棍合液中得溶质组分A。
原料液得流量为1000kg/h其中A得组成为0、30(质量分数,下同),要求最终萃余相
中A得质量分数不大于0、010采用得溶剂比(S/F)为0、8。
操作范围内得平衡关系为
试求所需得理论级数。
解:已萃取装置为对象做物料衡算
组分
组分
式中
联立以上各式,解得
又由解得
对第一级列物料衡算及平衡关系式,得
组分
组分
解得
又由解得
两个理论级即可满足分离要求
7.某混合液含A、B两组分,在填料层高度为3m得填料塔内用纯搭剂S逆流萃取混合液中得组分A。
原料液流量为1500kg/h,其中组分A得质量比组成为0、018,要求组分A得回收率不低于90%,溶剂用量为最小用量得1、2倍,试求:(1)溶剂得实际用量,kg/h(2)填料层得等板高度HETS,取K
=0、855,再用解析法计算;(3)
A。
填料层得总传质单元数N
OR
操作条件下得分配曲线数据如本题附表所示。
组分B、S可视作完全不互溶。
习题7附表
解:由题给数据在坐标系中绘出分配曲线,由图瞧出,
在操作条件下,分配曲线为过原点得直线。
由于组分为完全不互溶,操作线也为直线。
故可用对数平均推动法求解
由题给条件知 ,
（1）求溶剂用量
由及在轴上定出及两点,过作轴得垂直线交分配曲线于点,连接线,此即最小溶剂用量得操作线。
所以
（2）等板高度
图解法求
由,过作操作线,在操作线与分配曲线之间作梯级,共需7个理论板。
解析法求
则
1111111
ln(1)ln(1) 6.64 ln ln1.08 1.0810.9 1.08
F
m m n m
X
n
A A X A
⎡⎤⎡⎤
=-+=-+=⎢⎥⎢⎥
-
⎣⎦
⎣⎦
取
所以:
（3）传质单元数
用对数平均推动法计算由图读得
则
用萃取因子法求解
11111111ln (1)ln (1) 6.89611/111/1.08 1.0810.9 1.08m m A m n A A A ϕ⎡⎤⎡
⎤=-⨯+=-⨯+=⎢⎥⎢⎥----⎣⎦⎣⎦
两种方法计算得结果一致。