Из закона распределения следует выражение

= = = К

преобразование которого даёт:

g_{1 =} g₀ (5.16)

Выражение (5.16) можно использовать для расчёта так называемого одноступенчатого процесса экстракции, когда исходный раствор обрабатывают экстрагентом лишь один раз. При такой экстракции в рафинате остаётся довольно много неизвлеченного вещества. Поэтому процесс экстракции повторяют несколько раз, беря каждый раз один и тот же объём свежего экстрагента. Такая экстракция называется многоступенчатой.

Уравнение для расчёта материального баланса многоступенчатой экстракции имеет вид

g_n = g ₀ (5.16а)

где n - число самостоятельных стадий (ступеней) экстракции.

Анализ выражений (5.16) и (5.16а) показывает, что многоступенчатая экстракция эффективнее одноступенчатой.

Пример. Определить, какое максимальное количество иода можно извлечь из 10 м³ минеральной воды, если концентрация иода в ней равна 3 10^-3 моль/л. а экстрагентом служит хлороформ (0.1 м³). Условия нормальные.

Решение. По справочнику находим, что в указанных условиях распределения иода между водой и хлороформом К = 0.0075. Далее, исходя из концентрации иода в исходном растворе и его молярной массы, рассчитываем содержание иода в нём:

g₀ = 0.254кг/моль 3 моль/м³ 10 м³ = 7.62 кг.

Воспользовавшись тем, что в условиях задачи не указано число ступеней экстракции, решим её в двух вариантах:

1. Одноступенчатый процесс:

g₁ =7,62 = 3,26 кг

А масса иода, извлечённого при одноступенчатой экстракции с использованием всего количества экстрагента в один приём, составляет:

7,62 – 3,26 = 4,36 кг.

2. Четырёхступенчатый процесс, в каждой ступени которого

использовано по 25 л свежего хлороформа:

g₁ =7,62 = 2,41 кг

Масса экстрагированного иода в данном случае равна:

7,62 – 2,41 = 5,21 кг.

Дата добавления: 2014-01-04