单级(理论级)萃取操作中,在维持相同萃余相浓度下,用含有少量溶质的萃取剂代替纯溶剂,萃取液的浓度(指溶质)将增大。A. 正确B. 错误
A. 正确
B. 错误
题目解答
答案
解析
本题考察单级理论级萃取操作中萃取剂含少量溶质对萃取液浓度的影响,解题关键是结合单级萃取的相平衡关系分析。
步骤1:明确单级萃取的基本关系
单级理论萃取中,萃取相(E)、萃余相(R)与原料相(F)满足物料衡算::
$Fx_F = Ex_E + Rx_R$
式中:$x_F$为原料相溶质浓度,$x_E$为萃取液浓度,$x_R$为萃余相浓度,$E$、$R$为萃取相和萃余相的量。
同时,萃取相和萃余相需满足相平衡关系:$y_E = m x_R$($y_E$为萃取相浓度,$m$为分配系数,假设恒定)。
步骤2:分析萃取剂含溶质的影响
当用含少量溶质的萃取剂(浓度为$y_0\text{萃剂}$)代替纯溶剂时,物料衡算变为:
$Fx_F + S y_\text{萃剂} = (R + S)y_E + Rx_R$
($S$为萃取剂用量,$R + S = E$萃取相总量)。
若维持$x_R$不变(萃余相浓度相同),则$y_E$需满足:
$y_E = \frac{Fx_F + S y_\text{萃剂} - - Rx_R}{R + S}$
语境,题目隐含“相同萃余相浓度下”对比的是“处理相同原料量”,此时萃取剂含溶质($y_\text{萃剂}>0$)会使分子增大,导致$y_E$升高吗?
关键:题目未限定萃取剂用量不变
若萃取剂用量$S$不变,纯溶剂时$y_0=0$,则$2)式中分子\(Fx_F - Rx_R$固定,$y_E$固定;含溶质萃取剂时,分子增大了分子,但萃取相总量$E=R+S$也因萃取剂含溶质而使$E$中溶质来源增加,但相平衡$y_E=m x_R$限制了$y_E$与$x_R$的对应关系。
步骤3:结论
在维持$x_R$不变时,萃取液浓度$y_E$由相平衡决定,萃取剂含少量溶质不改变相平衡,反而因物料衡算中分子增大但$E$也增大,最终$y_E$不一定增大,题目“将增大”的表述不严谨,实际应为不变或不确定,故原说法错误。
错误