液液 萃取
化工原理下液液萃取
选择适当的萃取剂和被萃取溶液，按照实验要求准备试剂 。
操作步骤
将被萃取溶液和萃取剂按照一定比例加入分液漏斗中，充 分混合后静置分层，记录各层体积及颜色等物理性质。重 复萃取操作直至达到实验要求。
数据记录、整理和分析方法
1 2
数据记录
记录每次萃取操作后的各层体积、颜色等物理性 质，以及实验过程中的温度、搅拌速度等操作参 数。
操作方便
通过调节搅拌速度和澄清 时间，可以方便地控制萃 取过程。
适用范围广
适用于多种液液萃取体系 ，特别适用于处理量大、 停留时间长的体系。
萃取塔
高效传质
萃取塔内设有填料或塔板 ，以增加相际接触面积， 提高传质效率。
连续操作
萃取塔可实现连续进料和 出料，适用于大规模生产 。
易于自动化
萃取塔易于实现自动化控 制，提高生产效率和产品 质量。
萃取过程中，通常将含有目标组分的溶液与萃取剂充分接触，使目标组分在两种液 体之间进行分配。
通过调整萃取条件（如pH值、温度、压力等），可以改变目标组分在两种液体中的 分配系数，从而实现目标组分的分离和纯化。
溶解度与分配定律
溶解度是指在一定温度和压力下，溶质 在溶剂中的最大溶解量。在液液萃取中 ，溶解度决定了目标组分在两种液体中
的分配情况。
分配定律描述了目标组分在两种不混溶 液体之间的分配关系，通常用分配系数 表示。分配系数与目标组分在两种液体 中的溶解度、温度、压力等因素有关。
通过测定分配系数，可以预测目标组分 在液液萃取过程中的分离效果，并为优
化萃取条件提供依据。
萃取剂选择与性质
萃取剂的选择对液液萃取效果至关重 要。理想的萃取剂应具有与目标组分 相似或更高的溶解度，同时与被萃取 物不混溶。
液液萃取_实验报告
一、实验目的1. 了解液液萃取的基本原理和方法。
2. 掌握液液萃取实验的操作步骤。
3. 通过实验，学习如何根据不同物质的溶解度选择合适的萃取剂，提高萃取效率。
4. 分析实验数据，得出结论。
二、实验原理液液萃取是利用两种互不相溶的溶剂对同一溶质的溶解度差异，通过接触、混合和分离，将溶质从一种溶剂转移到另一种溶剂中的方法。
根据溶质在两种溶剂中的溶解度差异，选择合适的萃取剂，使溶质在萃取剂中的溶解度大于在原溶剂中的溶解度，从而实现溶质的分离。
三、实验器材和药品1. 实验器材：分液漏斗、烧杯、量筒、铁架台（带铁圈）、搅拌棒、滤纸等。
2. 药品：碘水、四氯化碳、酒精、蒸馏水等。
四、实验步骤1. 准备工作：将碘水、四氯化碳、酒精、蒸馏水等药品分别倒入分液漏斗、烧杯、量筒中，备用。
2. 萃取操作：a. 取一个分液漏斗，加入10 mL碘水，再加入10 mL四氯化碳，盖紧漏斗口。
b. 将分液漏斗倒转，充分振荡，使碘水与四氯化碳充分混合。
c. 将振荡后的分液漏斗静置，待液体分层。
d. 将分液漏斗放在铁架台上，打开下端活塞，慢慢放出下层四氯化碳溶液，直至分离层完全放出。
e. 将上层碘水溶液收集在烧杯中。
3. 验证萃取效果：a. 将收集到的上层碘水溶液滴在滤纸上，观察滤纸上的颜色变化。
b. 将原碘水溶液滴在另一张滤纸上，对比观察颜色变化。
4. 记录实验数据，分析实验结果。
五、实验现象1. 振荡过程中，碘水与四氯化碳混合均匀，形成紫红色溶液。
2. 静置分层后，上层为无色或浅黄色的四氯化碳溶液，下层为紫红色的碘水溶液。
3. 将上层溶液滴在滤纸上，滤纸呈浅黄色或无色；将原碘水溶液滴在滤纸上，滤纸呈紫红色。
六、实验结论1. 液液萃取实验成功分离了碘水中的碘。
2. 四氯化碳作为萃取剂，能有效地将碘从碘水中萃取出来。
3. 振荡、静置分层、分液等操作步骤对提高萃取效率有重要作用。
七、实验注意事项1. 实验过程中，注意安全，避免接触皮肤和眼睛。
化工原理7章液液萃取
mM mR mE 物料衡算 mMzA mRxA mE yA
mMzs mRxs mE ys
将方程整理成如下形式：
mE xAzAzSxS mR zAyA ySzS
此式说明，三个组成点M、R、E在一条直线上, 即M点位 于RE 点的连接线上。
m E RM m R ME
理论萃取级：即无论进入该级的两股液流（原料、溶剂或前 一级的萃余相和后一级的萃取相）的组成如何，经过萃取后， 从该级流出的萃取相和萃余相为互成平衡的两个相。
7.3.1 单级萃取计算 (1) 流程
mF, xF mS
混合器
xE, y
mM, z
澄清槽
mR, x
单级萃取流程示意图
（2）特点 ◇ 原料液与溶剂一次性接触。 ◇ 萃取相与萃余相达到平衡。
m E MR
mM
ER
A
mR M E
mM
RE
mE M R
mM
RE
mE M R mR M E
S B
7.2.2 三角形相图 萃取相、萃余相的相平衡关系是萃取设计、计算的基本条件，相 平衡数据来自实验或由热力学关系推算。 讨论的前提: 各组分不发生化学反应。 （1）溶解度曲线及平衡联结线
① 相平衡数据的测定：
yB xB
越大，分离效果越 应好 选， 择 1的溶剂
与分k配 A 有系 关 kA 越 数 ， 大 越， 大
kA1 ，则 一定 1 ； 大 kA1 于 ， 可能 1 ， 大也 于可1 。 能
（2）溶剂萃取容量 定义：部分互溶物系的褶点处或第二类物系溶解度最大时，
萃取相中单位溶剂可能达到的最大溶质负荷。
（6）稳定性，腐蚀性，价格 良好的稳定性，腐蚀性小，毒性低，资源充足，价格适宜等。
液液萃取的基本流程
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
考虑对萃取设备进行升级或维护，以提高设 备的性能和稳定性，确保萃取过程的顺利进 行。
05 应用领域与前景展望
化工领域应用案例分享
石油化工
在石油化工中，液液萃取技术常用于从原油中分 离和提纯各种烃类化合物，如汽油、柴油等。
有机合成
在有机合成过程中，液液萃取可用于从反应混合 物中提取目标产物或去除杂质。
影响因素及优化方法
影响因素
影响液液萃取效果的因素包括萃取剂种类、萃取剂用量、萃取时间、萃取温度、 pH值以及盐析效应等。这些因素会直接影响目标物质在两相之间的分配平衡和 萃取效率。
优化方法
为了获得更好的萃取效果，可以采取以下优化措施：选择合适的萃取剂种类和用 量；调整萃取时间和温度；控制溶液pH值；利用盐析效应提高萃取效率；采用 多级萃取或连续萃取等方式进行操作。
目的
实现目标物质的分离、纯化和富集，以满足后续分析或应用 的需求。
萃取原理简介
分配定律
液液萃取基于不同物质在两种不相溶 溶剂中的分配系数不同，通过反复萃 取，使目标物质在两相之间达到分配 平衡。
相似相溶原理
通常，极性相似的物质容易相互溶解 ，而非极性物质则更容易溶解在非极 性溶剂中。因此，选择合适的溶剂对 是实现有效萃取的关键。
02 实验器材与试剂准备
实验器材清单及功能介绍
分液漏斗
用于混合和分离两种不相 溶的液体，通常具有刻度 ，方便量取液体体积。
烧杯
玻璃棒
滤纸
用于盛放待萃取的液体 和接收萃取后的液体。
用于搅拌液体，加速液 体间的混合和传质过程。
用于过滤掉萃取过程中 可能产生的固体杂质。
试剂选择与预处理方法
液液萃取
绪论4.1 液液萃取过程4.2 液液相平衡4.3 萃取过程计算4.4 萃取设备4.5 萃取过程的新进展基本概念利用组分在两个互不相溶的液相中的溶解度差而将其从一个液相转移。
到另一个液相的分离过程称为液液萃取，也叫溶剂萃取，简称萃取。
待分离的一相称为被萃相，萃取后成为萃余相，用做分离剂的相称为萃取相。
萃取相中起萃取作用的组分称为萃取剂，起溶剂作用的组分称为稀释剂或溶剂。
具有处理量大、分离效果好、回收率高、可连续操作以及自动控制等特点，因此得到了广泛的应用。
1. 液液萃取过程的特点(1)萃取过程的传质前提是两个液相之间的相互接触；(2)两相的传质过程是分散相液滴和连续相之间相际传质过程。
(3)两相间的有效分散是提高萃取效率的有效手段。
(4)两相的分离需借助两相的密度差来实现。
(5)液液萃取过程可以在多种形式的装置中通过连续或间歇的方式实现。
2. 液液萃取的主要研究内容(1)确定萃取体系包括被萃相体系和萃取相体系的构成，如被萃相的酸碱度、萃取相的稀释剂等。
(2)测定相平衡数据分配系数和分离系数。
(3)确定工艺和操作条件相比、萃取剂和稀释剂用量、被萃物浓度、萃取温度等。
(4)萃取流程的建立完整的萃取和反萃流程。
(5)设备的确定设备形式和结构。
1. 萃取剂的选择(1) 萃取剂应具备的特点①萃取剂中至少要有一个能与被萃物形成萃合物的官能团。
常见的萃取官能团通常是一些包含N、O、P、S的基团。
②萃取剂中还应包含具有较强亲油能力结构或基团，如长链烃、芳烃等，以利于萃取剂在稀释剂中的溶解，并防止被萃相对它的溶解夹带损失。
1. 分配比达到萃取平衡时，被萃物在两相中的浓度比称为被萃物的分配比，也称为分配系数。
D=其中，为被萃物A在萃取相（有机相）中的浓度；为被萃物A在被萃相（水相）中的浓度。
分配比D的值越大，被萃物越容易进入萃取相。
D通常不是常数，要受萃取体系和萃取条件的影响，应根据实验来测定；D=0，表示待萃取物完全不被萃取，D=∞，表示完全被萃取。
液液萃取原理
液液萃取原理
液液萃取是一种常用的化学分离技术，它通过两种不相溶的溶剂之间的相互作用，实现对化合物的分离和提纯。
在液液萃取过程中，通常会使用有机溶剂和水相溶剂，利用它们之间的亲疏性差异来实现目标化合物的提取。
液液萃取的原理可以简单地概括为“相互溶解”的原理。
在液液萃取中，有机
溶剂和水相溶剂之间会发生相互溶解的现象，而目标化合物则会选择在其中一种溶剂中更多地溶解。
这种选择性溶解的原理被广泛应用于化学分离和提纯的过程中。
在液液萃取中，有机溶剂通常具有较高的疏水性，而水相溶剂则具有较高的亲
水性。
这种亲疏性差异导致了两种溶剂之间的不相容性，从而形成了两相体系。
在这种两相体系中，目标化合物会根据其亲疏性选择性地分配到其中一种溶剂中，从而实现了化合物的分离和提取。
除了亲疏性差异外，液液萃取的原理还与化合物在不同溶剂中的溶解度有关。
在液液萃取过程中，化合物在两种溶剂中的溶解度不同，会导致化合物在两相体系中的分配不均。
通过控制溶剂的选择和比例，可以实现对目标化合物的高效提取和分离。
液液萃取的原理在化工生产、环境监测、生物医药等领域都得到了广泛的应用。
通过合理设计萃取系统，可以实现对目标化合物的高效提取和分离，从而提高产品的纯度和产量，降低生产成本，保护环境和提高资源利用率。
总的来说，液液萃取的原理是基于溶剂之间的亲疏性差异和化合物在不同溶剂
中的溶解度差异。
通过合理选择溶剂和控制萃取条件，可以实现对目标化合物的高效提取和分离。
液液萃取技术的发展将为化学分离和提纯领域带来更多的可能性，为工业生产和科学研究提供更多的选择和支持。
液_液萃取实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 理解液液萃取的基本原理和过程。
2. 掌握分液漏斗的使用方法和操作技巧。
3. 通过实验验证萃取分离的效率。
4. 学习如何通过萃取分离混合物中的特定成分。
二、实验原理液液萃取是利用物质在不同溶剂中的溶解度差异，通过混合、振荡、静置分层和分液等步骤，将混合物中的某一组分从另一组分中分离出来的方法。
其基本原理是：溶质在互不相溶的溶剂中具有不同的溶解度，溶质会从溶解度小的溶剂转移到溶解度大的溶剂中，从而实现分离。
三、实验仪器和药品仪器：- 分液漏斗（梨形）- 铁架台（带铁圈）- 烧杯- 振荡器- 秒表药品：- 混合溶液（含有待萃取的溶质）- 萃取剂（与混合溶液不互溶的溶剂）- 水或无水乙醇（用于洗涤）四、实验步骤1. 准备工作：- 检查分液漏斗是否漏水，确保密封性良好。
- 准备好混合溶液和萃取剂。
2. 加入溶液：- 将混合溶液倒入分液漏斗中，注意不要超过漏斗容积的2/3。
- 向分液漏斗中加入适量的萃取剂。
3. 振荡混合：- 盖好分液漏斗的玻璃塞，轻轻振荡，使混合溶液和萃取剂充分混合。
- 振荡过程中，注意观察两相液体的混合情况，确保充分接触。
4. 静置分层：- 将分液漏斗放置在铁架台上，静置一段时间，等待两相液体分层。
- 观察分层情况，确认两相液体已完全分层。
5. 分液：- 打开分液漏斗下端的活塞，使下层液体（通常为萃取剂层）缓慢流出至烧杯中。
- 待下层液体流尽后，关闭活塞，打开上端玻璃塞，将上层液体（通常为混合溶液层）倒入另一个烧杯中。
6. 洗涤：- 向分液漏斗中加入少量水或无水乙醇，重复振荡、静置分层和分液的步骤，以去除萃取剂层中的残留溶质。
7. 回收萃取剂：- 将萃取剂层倒入烧杯中，加热蒸发，回收萃取剂。
五、实验现象1. 振荡混合过程中，混合溶液和萃取剂充分接触，形成乳白色混合物。
2. 静置分层后，上层液体（混合溶液层）通常颜色较浅，下层液体（萃取剂层）通常颜色较深。
3. 分液过程中，下层液体（萃取剂层）和上层液体（混合溶液层）分离清晰。
第11章液液萃取
11液液萃取（溶剂萃取）Liquid-liquid extraction(Solventextraction)11.1 概述一、液液萃取过程：1、液液萃取原理：根据液体混合物中各组分在某溶剂中溶解度的差异，而对液体混合物实施分离的方法，也是重要的单元操作之一。
溶质 A + 萃取剂 S——————〉S+A (B) 萃取相 Extract分层稀释剂 B B + A (S…少量) 萃余相 Raffinate（残液）一般伴随搅拌过程 => 形成两相系统，并造成溶质在两相间的不平衡则萃取的本质：液液两相间的传质过程，即萃取过程是溶质在两个液相之间重新分配的过程，即通过相际传质来达到分离和提纯。
溶剂 extractant（solvent)S 的基本条件：a、S 不能与被分离混合物完全互溶，只能部分互溶；b、溶剂具有选择性，即溶剂对A、B两组分具有不同溶解能力。
即（萃取相内）（萃余相内）最理想情况： B 与 S 完全不互溶 => 如同吸收过程： B 为惰性组分相同：数学描述和计算实际情况：三组分分别出现于两液相内，情况变复杂2 、工业萃取过程：萃取不能完全分离液体混合物，往往须精馏或反萃取对萃取相和萃余相进行分离，而溶剂可循环使用。
实质：将一个难于分离的混合物转变为两个易于分离的混合物举例：稀醋酸水溶液的分离：萃取剂：醋酸乙酯3 、萃取过程的经济性：取决于后继的两个分离过程是否较原液体混合物的直接分离更容易实现（ 1 ）萃取过程的优势：（与精馏的关系）ａ、可分离相对挥发度小或形成恒沸物的液体混合物；ｂ、无相变：液体混合物的浓度很低时，精馏过于耗能（须将大量 B 汽化）；ｃ、常温操作：当液体混合物中含有热敏性物质时，萃取可避免受热；ｄ、两相流体：与吸附离子交换相比，操作方便。
（ 2 ）萃取剂的选择——萃取过程的经济性a、分子中至少有一个功能基，可以与被萃取物质结合成萃合物；b、分子中必须有相当长的烃链或芳香环，可使萃取剂和萃合物容易溶解于有机相，一般认为萃取剂的分子量在350－500之间较为合适。
液液萃取实验流程
液液萃取实验流程
1. 准备工作:
- 准备所需的实验器材,包括分液漏斗、烧杯、量筒、滴定管等。
- 根据实验要求,准备合适的有机溶剂和水溶液。
2. 液液萃取操作步骤:
- 将待萃取的水溶液和萃取溶剂按照一定比例加入分液漏斗中。
- 盖好分液漏斗塞子,使用手掌将塞子扣紧,并小心翻转分液漏斗,使两相充分混合。
- 打开分液漏斗的塞子,释放内部压力,并继续剧烈摇晃分液漏斗,使两相充分接触。
- 静置一段时间,等待两相完全分层。
- 打开分液漏斗的塞子,缓缓排出下层水相,收集上层有机相。
- 如需进一步萃取,可向有机相中加入新的水溶液,重复上述步骤。
3. 后处理:
- 根据实验需求,对收集的有机相进行浓缩、蒸馏或其他处理。
- 处理好废液,并清洗实验器材。
4. 注意事项:
- 操作时要小心谨慎,避免溶剂溅出或吸入有毒气体。
- 实验过程中要遵守实验室安全规程,佩戴必要的防护用品。
- 根据不同溶剂的性质,选择合适的分液漏斗和其他器材。
- 记录实验数据,并进行结果分析和讨论。
以上是液液萃取实验的基本流程,具体操作细节和注意事项需要根据实验目的和使用的化学品进行调整。
第二章液液萃取
2021/4/4
第二章液液萃取
18
• 几种特殊溶剂：醋酸丁酯、丁醇、戊醇、丁酮、甲 基叔丁基醚、这些溶剂在水中或酸性水中溶解度不 大。适用于萃取在酸性水中溶解度大的物质。
• 普通含氧原子的溶剂在酸性溶液中，易与氢离子形 成氢键而易溶于水，而这些含氧的大分子溶剂由于 位阻大，阻碍了氢键的形成，故在水中溶解度小。
③ 溶质质点进入溶剂形成的空穴：溶质分子与溶剂分子相互作 用放出能量，顺序为：均为非极性分子<一为非极性分子、 一为极性分子<均为极性分子<溶质被溶剂溶剂化。
➢ 溶剂化是指一定数目的溶剂分子较牢固的结合在溶质质点上，
有溶剂化能力的溶剂称为溶剂化溶剂，水、醇、丙酮等【溶
2021剂/4/4化溶剂的结构特点？】第。二章液液萃取
kA
yA xA
kB
yB xB
分配系数反映了被萃组分在两个平衡液相中的分配关系，
分配系数的值越大，被萃物越容易进入萃取相，萃取分离
效果越好。k与溶剂的性质和温度有关，在一定的条件下
为常数，应根据实验来测定；k=0，表示待萃取物不被萃
取，k=∞，表示完全被萃取。
2021/4/4
第二章液液萃取
7
2. 选择性系数（分离系数）
➢如果原料液中含有组分A与B，萃取剂对溶质A和B分离能力 的大小，可用选择性系数β表示。 ➢定义为：在同一萃取体系内两种溶质在同样条件下分配系 数的比值。 ➢β值的大小反映了被萃相中两种物质可被某种萃取剂所分离 的难易程度。
yA KA yB
Kb xA xB
➢与精馏中的相对挥发度一样，选择性系数值越远离1，两种 物质越容易分离；反之则不容易。
基本概念基本概念利用组分在两个互不相溶或部分互溶的液相中的溶解度利用组分在两个互不相溶或部分互溶的液相中的溶解度差异而将其从一个液相转移到另一个液相的分离过程称为液差异而将其从一个液相转移到另一个液相的分离过程称为液液萃取也叫溶剂萃取液萃取也叫溶剂萃取
液液萃取
(1) 流程
第二节 萃取过程的计算
mF, xF
mS
xE, y 混合器 mM, z mR, x
澄清槽
单级萃取流程示意图
（2）特点 ◇ ◇ （3）计算 已知原料液的处理量及组成（生产工艺给定），计算： 操作型：给定S 的用量mS 及组成，求萃取相E与萃余相R的量mE 和mR 及组成 y、x。 设计型：根据给定的原料液F及规定的分离要求，求溶剂S用 量。 原料液与溶剂一次性接触。 萃取相与萃余相达到平衡。
水包油（O/W）型
油包水（W/O）型
降低界面张力，降低表面自由能 界面电荷 界面膜 增大介质黏度
4）生物类料液引起的乳化现象
• 原因——蛋白质是一种天然乳化剂
• 种类——大多形成W/O型
5）去乳化方法
加热 稀释 离心 过滤 静电 电解质 顶替法 转型法
一、单级萃取
来决定。
根据萃取目标物质的介电常数，寻找极性相接近的溶剂 作为萃取溶剂，也是溶剂选择的重要方法之一。
三、萃取分离的影响因素
1.萃取剂的影响与选择原则
① 萃取剂的选择性 萃取剂的选择性系数β大，则此种萃取剂的选择性好 ② 萃取剂与原溶剂的互溶度 ③ 萃取剂的物理性质 萃取剂与稀释剂之间应有较大的密度差，且二者之间 的界面张力适中 ④ 萃取剂的化学性质 化学稳定性好，不易分解，闪点高，且对人体无毒性 或毒性低 ⑤ 萃取剂的回收 蒸馏 ⑥ 萃取剂经济好，价廉易得，且对设备腐蚀性小、安全性 好
液液萃取原理
液液萃取原理
萃取，又称溶剂萃取或液液萃取，亦称抽提，是利用系统中组分在溶剂中有不同的溶解度来分离混合物的单元操作。
即，是利用物质在两种互不相溶（或微溶）的溶剂中溶解度或分配系数的不同，使溶质物质从一种溶剂内转移到另外一种溶剂中的方法。
广泛应用于化学、冶金、食品等工业，通用于石油炼制工业。
另外将萃取后两种互不相溶的液体分开的操作，叫做分液。
液液萃取的原理：利用化合物在两种互不相容（或微容）的溶剂中溶解度或分配系数的不同，使化合物从一种溶剂内转移到另外一种溶剂中。
经过反复多次萃取，将绝大部分化合物提取出来。
有机化合物在有机溶剂中一般比在水中溶解度大。
用有机溶剂提取溶解于水的化合物是萃取的“典型实例”。
在萃取时，若在水溶液中加入一定量的电解质（如氯化钠），利用盐析效应以降低有机物和萃取溶剂在水溶液中的溶解度，一般可提高萃取效果。
要把所需化合物从溶液中完全萃取出来，通常萃取一次是不够的，必须重复萃取数次。
常用萃取剂：水、苯、四氯化碳、汽油、乙醚、直馏汽油。
液液萃取
5、氯离子浓度的影响
实验条件： 相比O/A=1：1； t=10min；T=298K； 有机相：0.3mol/LCyanex921+10%（v/v）TBP；
水相：0.1mol/LCd2+，[H+]=1.0、2.0、3.0mol/L，[NaCl]=0.5-6.0mol/L
6、Cd2+浓度的影响
实验条件： 相比O/A=1：1；
逆流萃取：
含有被萃取物的水相及有机相分别从萃取器的两端流入，以相
反方向流动，进行连续多次接触分层而达到分离的目的。
9、萃取机理
H aq CdCl3，aq - 2Lorg HCdCl3 2Lorg H aq CdCl3，aq - 4Lorg HCdCl3 4Lorg
实验条件：
有机相：0.3mol/LCyanex921 +10%（v/v）TBP； 水相:[HCl]=2.0mol/L, 0.1 mol/L（11.9g/L）Cd2+;
实验条件：
负载有机相：0.1 mol/L （11.9g/L)Cd2+;
水相:[HCl]=0.1mol/L;
t=10min； T=298K； 相比O/A=1/5--5/1。
小结
1、在优化的实验条件下采用2步模拟逆流萃取过程实现了对 Cd2+的定量萃取（99.9%）,验证了萃取等温线的预测。 2 、通过斜率分析法得到萃取的化学计量比，这与含镉化合 物的分布是一致的。 3、相比为2/3时，用0.1mol/L的HCl用3步逆流剥离过程从负 载的有机相中剥离Cd2+的百分比达到99.6%。 4 、热力学研究实验数据表明镉萃取是自发反应，并且是放 热过程，有机相中溶剂化合物的形成是混乱度减小。
液液萃取的原理
液液萃取的原理
液液萃取是一种将萃取剂和被提取物质溶液进行混合，并利用它们在不同溶剂中的溶解度差异进行分离和富集的方法。
该方法的原理基于被提取物质在两种互不相溶的溶剂中的溶解度不同。
通常，有机溶剂（如乙酸乙酯、甲醇）和水是常用的两种溶剂。
被提取物质首先会在两种溶剂中的溶解度不同程度地溶解，使其在两相之间分配。
然后，通过反复抽取、混合和分离，可以实现对被提取物质的有效分离和富集。
液液萃取的原理可通过以下步骤更详细地阐述：
1. 将待处理溶液与适当的有机溶剂混合。
对于液液萃取，通常使用极性较低的有机溶剂。
2. 这两种溶剂之间会发生相互作用，溶解物在两相间分配。
3. 搅拌混合后，两相形成，并通过重力分离。
4. 上相（有机相）和下相（水相）可以通过分液漏斗等工具分离。
5. 分离后的上相和下相可以进一步进行萃取，以实现更高纯度或更高浓度的目标物质。
值得注意的是，液液萃取的有效性取决于涉及的溶剂体系和被提取物质的性质。
实际操作中，还需考虑温度、搅拌时间、料液比、pH值等因素的影响，以优化萃取效果。
液液萃取技术
液液萃取技术
液液萃取技术是一种用于分离混合物中溶质的方法，基于溶质在两种不相溶液体之间的分配行为。
该技术常用于药物提取、化工生产和环境分析等领域。
液液萃取技术利用两种不相溶的溶剂（通常为水和有机溶剂）的互溶性差异，将需要分离的溶质从一个溶液转移到另一个溶液中。
该过程通常基于溶质在两种溶剂中的溶解度不同而实现。
液液萃取的关键是选择适当的溶剂对，并控制温度、摇动速度等条件，以获得较高的萃取效率。
液液萃取技术有许多应用，例如在药物制剂中，可以使用液液萃取技术从草药中提取活性成分，然后用溶剂进行提取和洗脱。
在化工生产中，液液萃取可以用于分离和提纯化合物，例如从石油中提取烯烃类化合物。
在环境分析中，液液萃取也常用于水样和土壤样品中有机污染物的提取与富集。
总的来说，液液萃取技术是一种重要的分离和提取方法，应用广泛，并在许多领域中发挥着重要作用。
液液萃取液液相平衡
第Ⅱ类物系 A和B完全互溶 B和S及A和S部分互溶
一个均相区 两个两相区
一个两相区 两个均相区
某些物系当温度降低至某一程度时，溶质A和溶剂S可由完全互溶转化为部
分互溶，即由第I类物系转化为第II类物系。
2024/7/29
第15页/共28页
14/28
第 I 类物系与第 II 类物系之间的转化 A和S完全互溶至A和S部分互溶的转化示例
12/28
溶解度曲线的两种测定方法示意图
K
（1）R 相和 E 相互为共轭相
（2）RE 线称为平衡联结线
（3）溶液总组成点必落在平衡联结线上
（4）K 点称为临界混溶点（或褶点）
（5）溶解度曲线所包含的区域为两相共存区
2024/7/29
（6）溶解度曲线以外的区域为均相区
第14页/共28页
13/28
第Ⅰ类物系 A完全溶于B和S B和S部分互溶
为部分互溶物系的相平衡关系。
1. 溶解度曲线
如图所示，在一定温度下，取一由部分互溶的B和S组成的溶液M，分层后两相组
成点分别为R和E。
在上述溶液中逐次加入定量溶质A，其组成点依次为M1、M2、M3。如每次加入A 后的溶液都经过充分的混合，使A在两相中达到平衡状态，那么互成平衡两相(称
共轭相)的组成分别为E1、R1；E2、R2；E3、R3。当加入溶质A使溶液组成达到 图中K点以后，混合液将保持均相状态，该点称为临界混溶点（或褶点）。连接
M点的位置，以确定其组成。图中三点E、M、R为一直线，其中的M点称为R与
E的和点，R与E称为M点的差点。
2024/7/29
9/28
第10页/共28页
总物料衡算 M R E （1）
A
液液萃取
1.3液液萃取过程的特点
（1）萃取过程中相互接触的两相（均为液相）必须依靠两 相之间之间的密度差火外界输入能量进行两相的分离。
（2）萃取过程中的两液相间的密度差、界面张力以及两液
相的粘度等物理性质以及水箱和有机相对设备材质的 亲和性都是十分重要的因素。 （3）在萃取过程中，轴向混合的影响严重。轴向混合是指 把导致两相流动的非理想性，并使两相在萃取设备内
②超临界萃取与尿素包合技术联用 • 又称超临界萃取结晶法。利用尿素可与脂 肪酸化合物形成包合物，而且分子结构和 不饱和度不同的化合物与尿素的包合程度 不同这一特性来实现组分的分离，可用于 从鱼油中提纯EPA和DHA。
③超临界萃取与色谱分离联用 • 如从向日葵种子中提取维生素E时同硅胶吸 附柱联用； • 从美丽猪屎豆种子中萃取单猪屎豆碱时同 离子交换柱联用。
2
0 . 0664
A
0 . 3 0 . 0664 0 .3
100 % 77 . 87 %
⑶ 两级逆流萃取
b' mS B 1 . 5 45 30 2 . 25
将有关数据代入下式，可求得X3
XF X
X3
N
b'
N 1
1
b ' 1
1 0 . 3 ( 2 . 25 1) 2 . 25 1
⑵ 将45kg/h的萃取剂分成两等份进行两级错 流萃取每级萃取剂加入量为： 1 1 S 1 S 45 22 . 5 kg/h 2 2
b mS B
i
1 . 5 22 . 5 30
1 . 125
将有关数据代入下式，可解出X2
X2 XF (1 b )
液液萃取的基本流程
萃取剂应具有较高的分配系数和 分离系数，能够有效地将目标物 从原溶剂中转移到萃取剂中，并
实现较好的分离效果。
还需要考虑萃取剂的稳定性、沸 点、密度、粘度等物理性质，以 及是否易燃、易爆、有毒等安全
因素。
分配系数和分离系数
分配系数是指溶质在两种不相溶溶剂中的平衡浓度之比，是衡量溶质在两相中分配 平衡的常数。
02
液液萃取的基本原理
相似相溶原理
相似相溶原理是指溶质在两种不相溶的溶剂中溶解度不同 ，溶解度较大的溶质在两种溶剂中的分配系数较大，更易 从一种溶剂转移到另一种溶剂中。
在液液萃取中，根据相似相溶原理，选择与目标物极性相 近的萃取剂，可以提高萃取效率。
萃取剂的选择
选择合适的萃取剂是液液萃取的 关键步骤之一。
01
分离和纯化有机化合物
液液萃取广泛应用于化学工业中，用于分离和纯化有机化合物，如染料、
香料和药物等。
02
石油工业中的油水分离
在石油工业中，液液萃取用于油水分离，将原油中的水和盐分等杂质分
离出来，提高原油品质。
03
重金属离子去除
液液萃取也可用于化学工业中重金属离子的去除，通过选择合适的萃取
剂将重金属离子从水相中提取到有机相中，实现重金属离子的分离和富
集。
在生物工程中的应用
蛋白质的分离和纯化
在生物工程中，液液萃取常用于蛋白质的分离和纯化，通过选择合 适的萃取剂将目标蛋白质从细胞培养液或生物组织中提取出来。
生物分子的提取
利用液液萃取技术，可以从生物样本中提取出所需的生物分子，如 核酸、酶和激素等。
细胞分离
通过液液萃取技术，可以将不同种类的细胞从混合式和搅 拌速度，以保证两种液体充分混 合，同时避免机械性乳化等不利
液液萃取
M点的横坐标表示萃取剂S的质量百分数 xS 0.3
纵坐标表示溶质A的质量百分数 xA 0.4
xB 1 xA xS 1 0.4 0.3 0.3
2020/8/4
Principles of chemical engineering, GDUT
10
2、杠杆法则 ——萃取物料衡算的依据
一、单级萃取的流程与计算
1、单级萃取的流程 2、单级萃取的计算
1）萃取剂与稀释剂部分互溶的体系
原料液F
xF
萃取剂S
ys
萃余相R
xR
萃取相E
yE
2020/8/4
Principles of chemical engineering, GDUT
26
E' FR' R' FE'
E’
E'R' F
F● D
FD Smin F DS R’ ● R
1）萃取剂和稀释剂部分互溶的体系
F M S0M1 FS0
E1
R1 M1 R2 M2
E2 E3
R3
M3
2020/8/4
Principles of chemical engineering, GDUT
31
2）萃取剂和稀释剂不互溶的体系
a）直角坐标图解法 对第一级 ： Y1 Y0 B S1 (X1 X F ) 第2到N级 ： Y2 Y0 B S2 ( X 2 X1)
Y
E1 Y1
B S
X1
XF X
2020/8/4
Principles of chemical engineering, GDUT
29
二、多级错流接触萃取的流程与计算
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
定义 yA / yB
xA / xB
kA kB
y
0 A
x
0 A
/ /
yB0
x
0 B
y
0 A
1
x
0 A
(
1)
x
0 A
条件？
思考： kA=1是否可进行萃取分离？ β=1呢？ 什么时候β=∞？
2.6 温度、压力对相平衡的影响 压力对液液相平衡影响可忽略 大多物系：温度↑,互溶度↑, 操作范围↓, yA0max↓
6个方程，解6个未知数
计算方法⑴6个方程联立 ⑵图解法(常用，简捷，计算精度不高)
MFS S FM M FS E MR M ER
本次讲课习题： 第十一章 1, 2
例1 在B-S部分互溶的单级萃取中，料液量为 100kg, 含溶质A为40kg，其余为稀释剂B。用纯溶 剂萃取，溶剂比(S/F)为1。脱溶剂后，萃余液浓 度xA0 0.3
第十一章 液液萃取 1 概述 1.1过程目的----液液混合物的分离 1.2工业背景 例如，磺化碱熔法制间苯二酚
1.3 基本依据—溶解度的差异(选择性的溶解度) 溶剂S的必要条件
⑴与B相不完全互溶 ⑵对A有选择性的溶解度 1.4 实施方法—液液充分接触传质、分相，
溶剂回收 1.5 主要操作费—溶剂再生
B与S完全不互溶，浓度用比质量分数X, kgA
和Y,
kgA 表示
kgS
kgB
①单级萃取
物料衡算：
S(Y Z ) B( XF X )
或 B YZ
S X XF
②多级错流萃取
③多级逆流萃取
Smin=?
溶剂比 S 的选择
F
(1)溶剂比 S 与N的关系
F
(2)最小溶剂比
(
S F
)min
实际
S F
⑴萃余相的量和浓度为多少？
⑵萃余百分数 Rn xAn 为多少？
FxFA
解：⑴31kg溶剂分两次， 每次15.5kg，作FS线， 取线段比
FM1 S1 FS F S1
15.5 0.134 115.5
定M1点;
R1
M1
M 1 E1 R1 E1
115.5 133 153
100.4kg
作R1S线，取线段比
(质量分率), 选择性系数β=8。
试求：萃取液量E0为多少kg?
解：xFA 0.40，xFS 0 , F=100kg
y
0 A
x
0 A
/(1 /(1
y
0 A
)
x
0 A
)
y
0 A
1
x
0 A
(
1)
x
0 A
8 0.3 0.774 1 (8 1) 0.3
E0
F
xFA
x
0 A
y
0 A
x
0 A
R1M2 S2 15.5 0.134 R1S R1 S2 115.9
定M2点
R2
M2
M 2 E2 R2 E2
115.9 141 199
82.1kg
图中读得xA2=0.13
⑵萃余百分数
R2 xA2 82.1 0.13 0.35
FxFA 100 0.3
3.3完全不互溶物系萃取计算
为什么此线不会打折？
2.2 溶解度曲线
观察刚出现浑浊时的数据 先放B, 轮流加A、S 先放S, 轮流加B、A
2.3 平衡联结线和共轭相 先放B+S(M1点)，逐渐加A
临界混溶点不一定在最高处
2.4 分配曲线与分配系数
分配系数：
A的：
ห้องสมุดไป่ตู้
kA
yA xA
B的：kB
yB xB
萃取相 萃余相
2.5 选择性系数β
为多少？
FxFA
解：⑴作图画切线，
得y0max=0.91; ⑵划ER线和FS线， 得M点，
S FM 86 0.31 F MS 278
S=0.31F=0.31×100=31kg
⑶M=F+S=131kg
R M ME 131 125 90kg
RE
182
图中读得xA=0.16 萃余百分数 RxA 90 0.16 0.48
—设备的复杂性 ⑶流动方式
气液—并流、逆流 液液—错流、逆流用得多
2 液液相平衡 2.1 物料衡算 三组分，用平面表示
两股料液混合
M RE MzS RxS EyS MzA RxA EyA
均符合杠杆定律
E zA xA zS xS R yA zA yS zS
为什么和点总是在连线上，差点在延长线上？
(S F
)min
萃取设备： 混合澄清槽(录像) 筛板塔(录像) 振动筛板塔(录像) 转盘塔(录像) 翻斗式萃取器(录像) 静态混合器(录像)
液泛现象(录像) 界面现象(录像)
混合澄清槽： 返回
筛板塔：
返回
振动筛板塔： 返回
转盘塔：
返回
翻斗式萃取器： 返回
静态混合器： 返回
液泛现象：
返回
界面现象：
返回
本次讲课习题： 第十一章 3， 4, 6
FxFA 100 0.3
3.2 多级错流萃取
观点：同样溶剂用量， 多级错流的分离效果比 单级萃取效果好, xAn低， 萃余百分数小
Rn xAn
FxFA
例3 三元物系的溶解度曲线与平衡联结线如图所 示。用31kg纯溶剂对100kg进料进行两级错流萃 取，xFA=0.3(质量分率)， xFS=0 ，试求：
100 0.4 0.3 0.774 0.3
21kg
例2 某三元物系的溶解度曲线与平衡联结线如图 所示。用纯溶剂对100kg进料进行单级萃取，
xFA 0.3 (质量分率)，xFS 0 ，试求： ⑴萃取液可达到的最大浓度为多少？
⑵为使萃取液浓度达到
最大，溶剂用量应为
多少？
⑶萃余百分数 RxA
直接精馏是否更经济 萃取适用情况：
⑴恒沸物(或α<1.05) ⑵轻组分浓度很低 ⑶热敏性物料
1.6 萃取剂的选择(过程优劣的主要因素) ⑴A在S中溶解度大 ⑵选择性高 ⑶A与S之间的相对挥发度高 ⑷S在B中的溶解度小 1.7与吸收、精馏比较 ⑴部分互溶—过程复杂性 ⑵液液系统σ, Δρ比气液系统小
个别物系：温度↑,互溶度↓, 操作范围↑, yA0max↑
3 萃取过程计算 3.1级式接触过程数学描述 单级：（理论级） ①物料衡算 F S R E
FxFA SzA RxA EyA 0 SzS RxS EyS
②相平衡 yA f ( xA ) yS ( yA) xS (xA)