液液萃取实验数据处理教程(原创)

液-液萃取实验数据处理教程
PS：本教程特别针对用桨叶旋转萃取塔完成的液-液萃取实验，若实验相关内容有出入的话各位看官自行脑补修改~！
首先，总结一下得到的原始数据：
测定的轻相（煤油）入口/原料样品、轻相出口/塔顶轻相样品、重相（水）入口/塔底重相样品消耗NaOH的体积，各相取样体积以及其他相关设备参数和试剂参数，后面会逐渐提到。

下面上图：
实验原理：
液-液两相在萃取塔中进行连续逆流接触，取高度为dH的微元体，对溶质组分做物料衡算后得：
dH=
d(SY)
K Y a(Y e−Y)S T
式中：a——单位设备体积的两相接触表面积，即比表面积，m2/m3；
S——塔内任意横截面上萃取剂的质量流量，kg/s；
K Y ——以(Y e −Y)为推动力的总传质系数，kg/(m 2·s) S T ——塔的横截面积，m 2；
Y ——塔内任意横截面上萃取相中溶质组分A 的质量比，kgA/kgB ；
Y e ——与塔内任意横截面上萃余相呈平衡的萃取相中溶质的质量比，kgA/kgB 。

对特定条件下的连续逆流萃取操作过程，S K Y aS T
基本不变，作常数处理，将上式
积分并整理后得：
H =H OE N OE
式中：H OE ——萃取相的总传质高度，m ；
N OE ——萃取相的总传质单元数。

H OE =S
K Y aS T
N OE
=∫dY
e Y 1
Y 2
在Y-X 坐标系中做平衡曲线及操作线，在塔顶及塔底的浓度范围内任取一系列Y 值，可由操作线找出一系列的X 值，再用平衡曲线找出一系列的Y e 值，进而计算出对应的1
(Y e −Y)值。

在直角坐标系上，以Y 为横坐标，1
(Y e −Y)为纵坐标，绘制曲线，图解
积分求传质单元数N OE ，H 为设备参数，进而得到H OE 。

体积总传质系数为：
K Y a =
S OE T
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~我是华丽丽的分割线~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ 下面就根据实验原理将计算过程及要点展示如下：
计算步骤
1.根据滴定体积算出苯甲酸在各出入口的浓度（质量浓度）
2.做出操作线，取一系列Y值得到一系列X值
为纵坐标，绘制曲线
3.根据平衡曲线算出Y e，进而以Y为横坐标，1
(Y e−Y)
4.在上述曲线中图解积分，最后得到相关计算量
一、算出苯甲酸在各出入口的浓度（质量浓度）
密度等数据大家要按照自己做实验时的温度来取，具体计算过程就略啦~
主要就是注意区别溶剂以及计算单位（kgA/kgB）~下面上图：
进水就是不含苯甲酸的水~
二、操作线
按照上述的X、Y对应的值即可得到两组（X，Y）的点，这两个点连线得到的就是操作线，如下图所示：
在上述操作线的Y范围内取一系列值，然后算出对应的X值，以小编的数据来说就是取0~0.000212区间中的一系列值~。

按小编的理解，是操作线是实际萃取过程中两相的对应浓度，平衡曲线则是理论上两相传质平衡时的两相对应浓度。

至于为啥要这样算小编也是一头雾水，嗯……小编我就是按着原理算的。

三、根据平衡曲线算出Y e，绘制曲线
小编拿到的平衡曲线如上图，但是咋觉得图中两条实线貌似是某位前辈的操作线呢……所以小编按照自己的理解和上图的部分数据重新制作了一份平衡曲线如下图：
嗯……见下一页。

小编取的是15℃的曲线算的~即将上述算得的X 带入15℃的公式得到Y e 值即可~ 下面上图：
y=76148x 3
- 476.58x
2
+ 1.2614x+0.000003 (15℃) y=63468 x 3-430.38 x 2
+1.2559x+0.000001 (25℃) y=88817 x 3
-522.7 x 2
+1.2669x+0.000005 (35℃)
注意取的Y 值起始点和结束点一定要和先前的范围相同！！原因后面的步骤会提到！ 做出下图：
四、图解积分，计算结果
这一步主要就是计算曲线与坐标轴围成的面积，小编用的origin8.0计算得到的~ 首先把上图横纵坐标的数据输入origin 中：
小编偷懒就不改Y 数据的有效数字了~
点击Analysis-Mathematics-Integrate-Open Dialog，如下图。

在对话框的Input项中选择积分区域，这个操作方法和excel类似，选好后点OK!
得到的就是下图的数据：
最下方的就是积分出来的结果N OE啦！！
这里也就说明如果说起始点和终止点不是原始数据，积分面积得出的结果就会有误差~
H是塔的有效高度，为已知的设备参数，由公式H=H OE N OE进而得到H OE。

S T是塔的横截面积；S是塔内任意横截面上萃取剂的质量流量，此例中萃取剂是水，
即可算得体积总传因此将水的体积流量换算成质量流量即可~根据K Y a=S
H OE S T
质系数K Y a！
如果有错误或疏漏之处还请私信小编，望不吝赐教！万分感谢！
~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~终~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
最后的PS：
此教程完全为小编原创，集合了小编身边多位同学的思想精华和老师的帮助，在此一并谢过。

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