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 93.5
2 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 0.68 20.78 0.90 78.32
4 19.0
5 80.1
6 0.79 27.66 1.33 71.01
5 27.63 71.33 1.04 39.39 2.40 58.21
6 35.73 62.6
7 1.60 48.21 4.26 47.53
7 46.05 50.20 3.75 57.40 8.90 33.70
解：①β=(y
A /x
A
)/(y
B
/x
B
)=(8.75/5.96)/(0.32/93.52)=429.06
④β=(y
A /x
A
)/(y
B
/x
B
)=(27.66/19.05)/(1.33/80.16)=87.51
⑦β=(y
A /x
A
)/(y
B
/x
B
)=(57.40/46.05)/(8.90/50.20)=7.03
2、现有含15％（质量）醋酸的水溶液30kg，用60 kg纯乙醚在25℃下作单级萃取，试求：
（1）萃取相、萃余相的量及组成；
（2）平衡两相中醋酸的分配系数，溶剂的选择性系数。
在25℃下，水（B）-醋酸（A）-乙醚（S）系统的平衡数据如下表（均以质量％表示）水层乙醚层
水醋酸乙醚水醋酸乙醚
93.2 0 6.7 2.3 0 97.7
88.0 5.1 6.9 3.6 3.8 92.6
84.0 8.8 7.2 5.0 7.3 87.7
78.2 13.8 8.0 7.2 12.5 80.3
72.1 18.4 9.5 10.4 18.1 71.5
65.0 23.1 11.9 15.1 23.6 61.3
55.7 27.9 16.4 23.6 28.7 47.7
解：
（1）①作溶解平衡曲线，并作几条连结线
②作F点，连结FS，测量其长度
③求作M点，F+S=M，MF/MS=S/F =60/30=2，故M三等分FS，且靠
近S
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=ME/MR R=M*ME/RE=26.4kg E=M-R=63.6kg
⑥从图上读出：
萃取相E y
A =0.048 y
B
=0.040 y
s
=0.912
萃余相R x A =0.063 x B =0.860 x S =0.077
（2）k A= y A/x A =0.048/0.063=0.762
β=(y A/x A)/(y B/x B)=（0.048/0.063）/（0.040/0.860）=16.381
3、醋酸水溶液100 kg，在25℃下用纯乙醚为溶剂作单级萃取，原料液含醋酸χ
? =0.20，欲使萃余相中中醋酸χ
A
=0.1（均为质量分率）。试求：
（1）萃余相及萃取相的量和组成；
（2）溶剂用量S。
已知25℃下物系的平衡关系为УA =1.356χ
A
1.201
УS =1.618-0.6399e1.96УA
χS=0.067+1.43χ
A
2.273
式中УA——与萃余相醋酸浓度χ
A
成平衡的萃取相醋酸浓度；
УS——萃取相中溶剂的浓度；
χS——萃余相中溶剂的浓度；
УA，УS，χS均为质量分数。
解：
a. χA=0.1 УA =1.356χA1.201 =0.085
УS =1.618-0.6399e1.96У A =0.862χS=0.067+1.43χA2.273=0.075
b.作溶解度平衡曲线，找出萃余相萃取相的组成点R、E。
c.连结RE，与FS交于点M，测量ME，MR，MS，MF的长度。
d.解方程组①R/E=ME/MR②R+E=F+S ③F/S=MS/MF
代入即①R=0.6266E ②R+E=100+S ③100/S=0.7930
解得 R=87kg E=139kg S=126kg
e.故萃余相的量是 R=87kg ，其组成为χ
A =0.1，χ
B
=0.825, χS=0.075
萃取相的量是E=139kg, 其组成为УA=0.085，УB=0.053，УS==0.0862
溶剂用量S=126kg。
4、将例2中的萃取剂分为两等分，即每次0.75kg水/kg原料液，进行两级错流萃取，将所得结果与例2对比。
解：
①作F 点，连接FS 测量其长度。
②作M 1点 S 1/F=M 1F/M 1S=0.75 M 1F=(0.75/1.75)*FS =0.429FS 。 ③过M 1点作平衡连结线，得离开第一级萃取器的萃余相组成R 1和萃取相组 成E 1，并测量M 1E 1 ，M 1R 1。
④萃余相R 1=M 1*（11E M /11E R ）=0.81F 。
⑤进入第二级萃取器总物料流量 M 2= R 1+S 2=0.81F+0.75F=1.56F 。 ⑥连结R 1S ，测量其长度。
⑦作M 2 SM 2= R 1/M 2*S R 1=（0.81F ）/（1.56F ）*S R 1=0.519S R 1。 ⑧过M 2作平衡连结线，得第二级萃余相组成R 2和萃取相组成E 2。 ⑨连结SR 2并延长交AB 于R ′，连结SE 2并延长交AB 于E ′。 ⑩由图可知，y ’=0.63， x’=0.13
E ′/R ′='FR /'FE =（x f -x ′）/（y ′-x f ）=(0.30-0.13)/(0.63-0.30)=0.5 E ′+R ′=F
所以 E ′/F=1/3， R ′/F=2/3 。
5、若例2中改用两级逆流萃取，萃取剂的用量不变，求所得结果，并与上题比较。 解:
①求作M 点，/=S/F=1.5
②两级逆流萃取，萃取剂用量不变，可知R 1时的χA 与例2中一致即χA =0.15，得平衡连结线R 1E 1
③连结E 1M 并延长交溶解度平衡曲线于点R 2 ④过R 2作平衡连结线R 2E 2
⑤连结SR 2，SE 2并延长交AB 于R ′，E ′。 ⑥由图可知，x’=0.08, y’=0.64
E ′/R ′='FR /'FE =（x f -x ′）/（y ′-x f ）=(0.30-0.08)/(0.64-0.30)=0.647 E ′+R ′=
F 所以 E ′=0.39F , R ′=0.61F 。
6、以二异丙醚在逆流萃取器中使醋酸水溶液的醋酸含量由30％降到5％（重量％），萃取剂可以认为是纯态，其流量为原料液的两倍，应用三角形图解法求出所需的理论级数。操作温度为20℃，此温度下的平衡数据如下表所示。
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 1.4 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 84.4 2.3 4.8 1.9 93.3 6 25.50 71.1 3.4 11.40 3.9 84.7 7 37.00 58.6 4.4 21.60 6.9 71.5 8 44.30 45.1 10.6 31.10 10.8 58.1 9
46.40
37.1
16.5
36.20
15.1
48.7
解：
①
x f =0.30在相图上定出F 点，连结FS ，测其长度
②求作M 点，/=S/F=2，故M 三等分FS ，且靠近S
③按末级x N =0.05,在溶解度曲线上找出R N 点，连结R N M 并延长与溶解度曲线相交，得离开第一级的萃取相浓度点E 1 ④连结FE 1并延长，连结R N S 并延长，交于点D ⑤过E 1点作平衡连结线，得R 1，此为第一级
⑥连结R 1D ，与溶解度曲线交于点E 2，过E 2作平衡连结线R 2E 2，此为第二级
⑦按照⑥继续作图直至R 7时，萃余相的溶质浓度x 7=0.05 ⑧故所需要理论级数为7级。