题目
【例 5-1 ]一定温度下测得A、B、S三组元物系两液相的平衡数据如本题附表所示。表中-|||-的数据均为质量分数。试求:(1)溶解度曲线和辅助曲线;(2)临界混溶点的组成;(3)当萃余-|||-相中 _(A)=20% 时的分配系数kA和选择性系数β;(4)在1000kg含A30%的原料液中加入多少千-|||-克S才能使混合液开始分层?(5)对于第(4)项的原料液,欲得到含A36%的萃取相E,试确-|||-定萃余相的组成及混合液的总组成。-|||-例 5-1 附表 A、B、S三元物系平衡数据(以下均为质量分数)-|||-序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14-|||-E相-|||-yA o 7.9 15 21 26.2 30 33.8 36.5 39 42.5 44.5 45 43 41.6-|||-ys 90 82 74.2 67.5 61.1 55.8 50.3 45.7 41.4 33.9 27.5 21.7 16.5 15-|||-K相 x^ 0 2.5 5 7.5 10 12.5 15.0 17.5 20 25 30 35 40 41.6-|||-xs 5 5.05 5.1 5.2 5.4 5.6 5.9 6.2 6.6 7.5 8.9 10.5 13.5 15
题目解答
答案
解析
步骤 1：绘制溶解度曲线和辅助曲线
根据题目中给出的A、B、S三组元物系两液相的平衡数据，可以绘制出溶解度曲线和辅助曲线。溶解度曲线表示在一定温度下，两相平衡时的组成关系，而辅助曲线则用于确定两相平衡时的组成关系。
步骤 2：确定临界混溶点的组成
临界混溶点是溶解度曲线和辅助曲线的交点，表示在该点处两相的组成相同。根据题目中的数据，可以确定临界混溶点的组成。
步骤 3：计算分配系数kA和选择性系数β
根据萃余相中 ${x}_{A}=20\% $ 的数据，可以确定与之平衡的萃取相的组成，然后利用分配系数和选择性系数的定义计算出kA和β。
步骤 4：计算使混合液开始分层的溶剂用量
根据原料液的组成和溶剂的加入量，可以确定混合液的组成点，然后利用杠杆规则计算出使混合液开始分层的溶剂用量。
步骤 5：确定两相的组成及混合液的总组成
根据萃取相中 ${y}_{A}=36\% $ 的数据，可以确定与之平衡的萃余相的组成，然后利用辅助曲线确定混合液的总组成点。
根据题目中给出的A、B、S三组元物系两液相的平衡数据，可以绘制出溶解度曲线和辅助曲线。溶解度曲线表示在一定温度下，两相平衡时的组成关系，而辅助曲线则用于确定两相平衡时的组成关系。
步骤 2：确定临界混溶点的组成
临界混溶点是溶解度曲线和辅助曲线的交点，表示在该点处两相的组成相同。根据题目中的数据，可以确定临界混溶点的组成。
步骤 3：计算分配系数kA和选择性系数β
根据萃余相中 ${x}_{A}=20\% $ 的数据，可以确定与之平衡的萃取相的组成，然后利用分配系数和选择性系数的定义计算出kA和β。
步骤 4：计算使混合液开始分层的溶剂用量
根据原料液的组成和溶剂的加入量，可以确定混合液的组成点，然后利用杠杆规则计算出使混合液开始分层的溶剂用量。
步骤 5：确定两相的组成及混合液的总组成
根据萃取相中 ${y}_{A}=36\% $ 的数据，可以确定与之平衡的萃余相的组成，然后利用辅助曲线确定混合液的总组成点。