Одноступенчатая экстракция из двухкомпонентных растворов
570
Степень извлечения целевого компонента, или степень экстракции, выразится так:
г] = [W (xH—xK)]/WxH = 1 —хк/ха = 1 — 1/[1 + R(DJW)] (XI 1.2)
Из выражения (XII.2) видно, что полное извлечение целевого компонента практически невозможно, так как r\ = 1 только при R = оо или DIW = оо.
Если же R Ф const и линия равновесия представляет собой кривую (рис. XI1-7, а), то для определения величин хк и г\ вос¬пользуемся уравнением (а) в следующей форме: ук = (W/D) (хн — ' — хя). Отложив на диаграмме равновесия у —х (рис. XII-7, а) на оси абсцисс известное значение хн и проведя из этой точки пря¬мую под углом а = arctg (W/D), мы получим в ее пересечении с кривой равновесия точку, ордината которой равна ук, а абс¬цисса — искомой конечной концентрации хк. Зная последнюю, можно определить г).
Частичная взаимная растворимость экстрагента и раствори¬теля. В рассматриваемом случае после перемешивания экстрагента и исходной смеси и последующего расслоения образовавшейся гетерогенной смеси мы получим две равновесные жидкие фазы, представляющие собой не бинарные, а трехкомпонентные рас¬творы: растворитель (Л) -f целевой компонент (В) -f экстра-гент (С). Условия равновесия таких систем, как показано было ранее (см. главу IX), изображаются в плоскости равносторон¬него треугольника (рис. XI1-7, б), вершины которого соответ¬ствуют индивидуальным веществам (Л, В, С), а стороны — их бинарным смесям (Л -f- В, В + С, А + С). Точки внутри тре¬угольника изображают трехкомпонентные растворы, гетероген¬ные в области под бинодальной кривой abc и гомогенные — за ее пределами. Любая гетерогенная смесь (например, изображае¬мая точкой N) расслаивается на два равновесных трехкомпонент-ных раствора, изображаемых точками пересечения бинодальной кривой^/3! и Эг) с конодой, проходящей через точку N. В гетеро¬генной области коноды укорачиваются по мере подъема вверх (с ростом концентрации компонента В), сливаясь в точке К, но¬сящей название критической точки (последняя не обя¬зательно соответствует экстремуму кривой abc). Точка К делит бинодальную кривую на две ветви (аК и сК) — левую и правую. Так как коноды являются наклонными прямыми, то, очевидно, точки левой ветви соответствуют растворам с более низкой кон¬центрацией экстрагируемого компонента В (рафинаты), чем точки правой ветви (экстракты). Итак, гетерогенная смесь N, содержа¬щая исходный раствор и экстрагент, образует после расслоения рафинат состава Рг и экстракт состава Эг. Напомним, что концен¬трации компонентов тройных смесей, изображаемых точками в плоскости треугольника, измеряются длинами перпендикуля¬ров, опущенных из этих точек на противолежащие стороны тре¬угольника.