液液萃取,溶剂采用“少量多次”的方式效果更好。A. 正确B. 错误
A. 正确
B. 错误
题目解答
答案
解析
本题考查液液萃取中溶剂使用方式对萃取效果的影响这一知识点。解题思路是通过分析“少量多次”和“一次大量”使用溶剂时溶质在两相中的分配情况,依据分配定律来判断哪种方式萃取效果更好。
在液液萃取过程中,分配定律是一个重要的理论依据,其表达式为 $K = \frac{c_{A}}{c_{B}}$,其中 $K$ 为分配系数,$c_{A}$ 为溶质在萃取相中的浓度,$c_{B}$ 为溶质在原溶液相中的浓度。
假设原溶液中溶质的物质的量为 $n_{0}$,原溶液体积为 $V_{B}$,每次萃取使用的萃取剂体积为 $V_{A}$,分配系数为 $K$。
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一次大量萃取:
设一次使用萃取剂体积为 $m\times V_{A}$($m$ 为倍数),萃取后溶质在原溶液相中的物质的量 $n_{1}$ 可根据分配定律计算。
因为 $K = \frac{c_{A}}{c_{B}}$,且 $c_{A}=\frac{n_{A}}{V_{A}}$,$c_{B}=\frac{n_{B}}{V_{B}}$,所以 $n_{B}=\frac{n_{A}V_{B}}{KV_{A}}$。
一次萃取后,溶质在原溶液相中的物质的量 $n_{1}=n_{0}\times\frac{KV_{A}}{KV_{A}+V_{B}}$。 -
少量多次萃取:
第一次萃取后,溶质在原溶液相中的物质的量 $n_{1}=n_{0}\times\frac{KV_{A}}{KV_{A}+V_{B}}$。
第二次萃取时,相当于对第一次萃取后剩余在原溶液相中的溶质进行再次萃取,此时溶质在原溶液相中的物质的量 $n_{2}=n_{1}\times\frac{KV_{A}}{KV_{A}+V_{B}}=n_{0}\times(\frac{KV_{A}}{KV_{A}+V_{B}})^2$。
以此类推,经过 $m$ 次萃取后,溶质在原溶液相中的物质的量 $n_{m}=n_{0}\times(\frac{KV_{A}}{KV_{A}+V_{B}})^m$。
比较一次大量萃取和少量多次萃取后溶质在原溶液相中的物质的量,显然少量多次萃取后溶质在原溶液相中的物质的量更少,即更多的溶质被萃取到萃取相中,所以“少量多次”的方式效果更好。