Улучшение качества природных и очистка сточных вод. Новиков А.В - 62 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТвГТУ | Тверь

Составители: 

Рубрика: 

62
При экстракции неорганических веществ из водных растворов обычно
удается подобрать экстрагент, практически нерастворимый в водной фазе.
Например, растворимость широко применяемого экстрагента
трибутилфосфата в воде составляет 0,02 вес. %. Поэтому в дальнейшем
взаимной растворимостью растворителя и экстрагента будем пренебрегать,
что позволит упростить изложение материала, не затрагивая общности
основных зависимостей.
Движущей силой процесса экстракции является
разность химических
потенциалов распределяемого вещества в воде и экстрагенте. Переход
вещества из одной фазы в другую будет продолжаться до момента
выравнивания этих потенциалов, т.е. до наступления равновесия.
9.1.1. Изотерма экстракции
Состояние равновесия характеризуется
изотермой распределения или
изотермой экстракции:
y* = kx*,
где
y – концентрация распределяемого вещества в экстракте; x –
концентрация распределяемого вещества в рафинате;
k – коэффициент
пропорциональности, называемый
коэффициентом распределения. Символ
«*» означает равновесные условия.
В простейшем случае при отсутствии диссоциации или ассоциации
молекул экстрагируемого вещества в обеих фазах коэффициент
распределения
k может считаться величиной постоянной при данной
температуре. При этом изотерма экстракции имеет вид прямой
а в
координатах
x – y (рис. 9.1а).
Во многих случаях равновесная зависи-
мость усложняется вследствие химического
взаимодействия экстрагируемого вещества с
экстрагентом, а также из-за различных
состояний этого вещества в разных фазах
(например, молекулы экстрагируемого ве-
щества диссоциируют в водной фазе и не
диссоциируют в экстрагенте). Равновесная
зависимость при этом становится нели-
нейной, а коэффициент
распределения стано-
вится функцией концентрации.
Количественные характеристики равно-
весий подобного вида могут быть
установлены с помощью
закона действия
масс
.
Рассмотрим такой подход на примере типичного процесса экстракции
солей металлов нейтральными органическими экстрагентами (эфиром,
четыреххлористым углеродом и т.п.).
Рис. 9.1. Изотермы
экстракции

Страницы