萃取习题及解答出下表中序号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
0.68
20.78
0.90
78.32
4
19.05
80.16
0.79
27.66
1.33
71.01
5
27.63
71.33
1.04
39.39
2.40
58.21
6
35.73
62.67
1.60
48.21
4.26
47.53
7
46.05
50.20
3.75
57.40
8.90
33.70
解,①β=(yA/xA)/(yB/xB)=(8.75/5.96)/(0.32/93.52)=429.06
④β=(yA/xA)/(yB/xB)=(27.66/19.05)/(1.33/80.16)=87.51
⑦β=(yA/xA)/(yB/xB)=(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，/=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=/ R=M*/RE=26.4kg E=M-R=63.6kg
⑥从图上读出：
萃取相E yA =0.048 yB=0.040 ys =0.912
萃余相R xA =0.063 xB =0.860 xS =0.077
（2）kA= yA/xA =0.048/0.063=0.762
β=(yA/xA)/(yB/xB)=（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χA=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 =1.356χA1.201
УS =1.618-0.6399e1.96УA
χS =0.067+1.43χA2.273
式中 УA ——与萃余相醋酸浓度χA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 =1.618-0.6399e1.96УA =0.862 χS =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=/ ②R+E=F+S ③F/S=/
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χA=0.1，χB=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M1点 S1/F=M1F/M1S=0.75 M1F=(0.75/1.75)*=0.429。
③过M1点作平衡连结线，得离开第一级萃取器的萃余相组成R1和萃取相组
成E1，并测量M1E1,M1R1。
④萃余相R1=M1*（/）=0.81F。
⑤进入第二级萃取器总物料流量 M2= R1+S2=0.81F+0.75F=1.56F。
⑥连结R1S，测量其长度。
⑦作M2 SM2= R1/M2*=（0.81F）/（1.56F）*=0.519。
⑧过M2作平衡连结线，得第二级萃余相组成R2和萃取相组成E2。
⑨连结SR2并延长交AB于R′，连结SE2并延长交AB于E′。
⑩由图可知，y’=0.63,x’=0.13
E′/R′=/=（xf-x′）/（y′-xf）=(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R1时的χA与例2中一致即χA=0.15，得平衡连结线R1E1
③连结E1M并延长交溶解度平衡曲线于点R2
④过R2作平衡连结线R2E2
⑤连结SR2，SE2并延长交AB于R′，E′。
⑥由图可知，x’=0.08,y’=0.64
E′/R′=/=（xf-x′）/（y′-xf）=(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。
醋酸（A）-水（B）-二异丙醚（S）在20℃下的平衡数据（质量％）
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：
①xf=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xN=0.05,在溶解度曲线上找出RN点，连结RNM并延长与溶解度曲线相交，得离开第一级的萃取相浓度点E1
④连结FE1并延长，连结RNS并延长，交于点D
⑤过E1点作平衡连结线，得R1，此为第一级
⑥连结R1D，与溶解度曲线交于点E2，过E2作平衡连结线R2E2，此为第二级
⑦按照⑥继续作图直至R7时，萃余相的溶质浓度x7=0.05
⑧故所需要理论级数为7级。
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
0.68
20.78
0.90
78.32
4
19.05
80.16
0.79
27.66
1.33
71.01
5
27.63
71.33
1.04
39.39
2.40
58.21
6
35.73
62.67
1.60
48.21
4.26
47.53
7
46.05
50.20
3.75
57.40
8.90
33.70
解,①β=(yA/xA)/(yB/xB)=(8.75/5.96)/(0.32/93.52)=429.06
④β=(yA/xA)/(yB/xB)=(27.66/19.05)/(1.33/80.16)=87.51
⑦β=(yA/xA)/(yB/xB)=(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，/=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=/ R=M*/RE=26.4kg E=M-R=63.6kg
⑥从图上读出：
萃取相E yA =0.048 yB=0.040 ys =0.912
萃余相R xA =0.063 xB =0.860 xS =0.077
（2）kA= yA/xA =0.048/0.063=0.762
β=(yA/xA)/(yB/xB)=（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χA=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 =1.356χA1.201
УS =1.618-0.6399e1.96УA
χS =0.067+1.43χA2.273
式中 УA ——与萃余相醋酸浓度χA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 =1.618-0.6399e1.96УA =0.862 χS =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=/ ②R+E=F+S ③F/S=/
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χA=0.1，χB=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M1点 S1/F=M1F/M1S=0.75 M1F=(0.75/1.75)*=0.429。
③过M1点作平衡连结线，得离开第一级萃取器的萃余相组成R1和萃取相组
成E1，并测量M1E1,M1R1。
④萃余相R1=M1*（/）=0.81F。
⑤进入第二级萃取器总物料流量 M2= R1+S2=0.81F+0.75F=1.56F。
⑥连结R1S，测量其长度。
⑦作M2 SM2= R1/M2*=（0.81F）/（1.56F）*=0.519。
⑧过M2作平衡连结线，得第二级萃余相组成R2和萃取相组成E2。
⑨连结SR2并延长交AB于R′，连结SE2并延长交AB于E′。
⑩由图可知，y’=0.63,x’=0.13
E′/R′=/=（xf-x′）/（y′-xf）=(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R1时的χA与例2中一致即χA=0.15，得平衡连结线R1E1
③连结E1M并延长交溶解度平衡曲线于点R2
④过R2作平衡连结线R2E2
⑤连结SR2，SE2并延长交AB于R′，E′。
⑥由图可知，x’=0.08,y’=0.64
E′/R′=/=（xf-x′）/（y′-xf）=(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。
醋酸（A）-水（B）-二异丙醚（S）在20℃下的平衡数据（质量％）
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：
①xf=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xN=0.05,在溶解度曲线上找出RN点，连结RNM并延长与溶解度曲线相交，得离开第一级的萃取相浓度点E1
④连结FE1并延长，连结RNS并延长，交于点D
⑤过E1点作平衡连结线，得R1，此为第一级
⑥连结R1D，与溶解度曲线交于点E2，过E2作平衡连结线R2E2，此为第二级
⑦按照⑥继续作图直至R7时，萃余相的溶质浓度x7=0.05
⑧故所需要理论级数为7级。
