37. Механізми процесу екстракції хімічних сполук. Вимоги до органічних розчинників, які використовуються в екстракції.
Механізм процесу екстракції. Відповідно до теорії розчинів, розчинення речовини у воді або в органічних розчинниках супроводжується утворенням нестійких сполук молекул цієї речовини з молекулами розчинника. Якщо розчинником є вода, то в розчині утворюються гідрати, а якщо розчинник органічний, то в розчинах утворюються сольвати молекул розчиненої речовини. Гідрати і сольвати молекул малостійкі. Складнішими є процеси екстракції електролітів, які у водних розчинах частково або повністю розпадаються на йони. Йони, що несуть певний заряд, добре гідратуються диполями води.
Основні вимоги до екстрагенту: 1) мала розчинність у компоненті — носії вихідної суміші (у первинному розчиннику); 2) селективність, тобто здатність добувати з вихідної суміші або матеріалу тільки один компонент або групу компонентів. Для промислового використання екстрагенту необхідно, щоб він додатково мав: високе значення константи розподілу К, що дозволяє знизити витрату розчинника на одиницю маси вихідної суміші (матеріалу); високе значення коефіцієнта дифузії D для того, щоб підвищити швидкість процесу і внаслідок цього зменшити розміри екстрактора; низьку Tзамерз; антикорозійні властивості по відношенню до матеріалу апаратури; незаймистість або вузькі межі Tзайм; низьку теплоємність, високу леткість, низьку теплоту випаровування (для зниження витрат на регенерацію).
38. Закон розподілу в екстракції. Константа розподілу, ступінь однократної екстракції, коефіцієнт розподілу, зв’язок між названими величинами. Фактори, що впливають на величину цих показників
Екстра́кція — спосіб розділення суміші речовин на складові частини за допомогою розчинника, в якому вони розчиняються неоднаково. Екстракція базується на різниці коефіцієнтів розподілу різних речовин між двома фазами: двома рідинами, які не змішуються, рідиною та твердим тілом, рідиною та газом. Закон розподілу Нернста – Шилова:відношення концентрацій розчиненої речовини в обох фазах при постійній температурі є постійним і не залежить від концентрації розчиненої речовини:
D = CAo CA Відношення активності речовини в одній певній формі в фазі органічного розчинника до її активності
водній
фазі називають константою
розподілу :
Коефіцієнт
і константа розподілу зв’язані з
розчинністю речовини.
Реагент, який утворює сполуку, яка потім екстрагується, називається екстракційним реагентом, а органічний розчинник, який використовується для екстракції або розчин екстракційного реагенту в органічному розчиннику, називають екстрагентом.
39. . Криві (ізотерми) екстракції. Фактори, що впливають на характер кривих екстракції.
Ізотерми екстракції. Рівновагу потрійних рідких систем також зображують за допомогою кривих залежності між концентраціями рівноважних розчинів — ізотерм екстракції. Ця крива показує залежність між концентраціями компонента В (розподіленої речовини) в фазах А і 5. Кожній хорді рівноваги на трикутній діаграмі відповідає одна точка на кривій рівноваги. Так, наприклад, точка Q на кривій рівноваги (рис. 76) відповідає хорді рівноваги RE на рис. 76, а. Крива рівноваги проходить через максимум і перетинає діагональ діаграми в точці К, яка відповідає критичній точці розчинності.