IV Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2012

Экстракция - процесс разделения смеси жидких или твёрдых веществ с помощью избирательных (селективных) растворителей (экстрагентов). К достоинствам экстракции относятся низкие рабочие температуры, рентабельность извлечения веществ из разбавленных растворов, возможность разделения смесей, состоящих из близкокипящих компонентов, и азеотропных смесей, возможность сочетания с другими технологическими процессами (ректификацией, кристаллизацией), простота аппаратуры и доступность её автоматизации. Недостатком экстракции. в ряде случаев является трудность полного удаления экстрагента из экстрагируемых веществ.

Рассмотрим экстракцию в три этапа уксусной кислоты из водного раствора бензолом. Пусть начальная концентрация уксусной кислоты в объема а водного раствора составляет x₀. Определим соотношение объемов b₁, b₂, b₃ бензола на каждом этапе экстрагирования. Обозначим x_i и y_i - весовую концентрацию кислоты в водном растворе и бензоле соответственно после каждой экстракции. Известно, что процесс экстрагирования подчиняется закону равновесного распределения: Из условия материального баланса получим функцию, выражающую концентрацию кислоты, оставшейся в водном растворе после последней экстракции: Для достижения наиболее полного извлечения кислоты при заданном количестве бензола значение x₃ должно быть минимальным. Т.к. числитель является постоянной величиной, то следует максимизировать знаменатель полученной функции. Вычисляя условный максимум функции: , удовлетворяющий уравнению связи b₁+b₂+ b₃=b, приходим к соотношению b₁=b₂= b₃=b/3.

В ходе проделанной работы выявлено, что для максимального извлечения вещества при экстракции следует пользоваться равными количествами растворителя.

Код для цитирования: Скопировать