题目
温度对萃取分离效果有何影响?如何选择萃取操作的温度?

题目解答
答案

解析
本题考查温度对萃取分离效果的影响以及萃取操作温度的选择相关知识。解题思路是分别从温度升高和温度降低两个方面分析其对萃取分离效果的影响,进而得出选择萃取操作温度的依据。
- 温度升高的影响:
- 通常情况下,物系温度升高时,组分间的溶解度会增大。这是因为温度升高,分子的热运动加剧,分子间的相互作用减弱,使得溶质在溶剂中的溶解能力增强。
- 溶解度的变化会明显影响溶解度曲线的形状、联结线的斜率和两相区面积。溶解度增大,可能会使溶解度曲线的形状发生改变,联结线的斜率也会相应变化,同时两相区面积会减小。
- 两相区面积减小对萃取操作不利。因为萃取操作是基于溶质在萃取剂和原溶剂中的分配差异来实现分离的,两相区面积减小意味着溶质在萃取剂和原溶剂中的分配差异变小,不利于溶质从原溶剂转移到萃取剂中,从而影响萃取分离效果。
- 温度降低的影响:
- 当温度过低时,流体的黏度会增大。这是由于温度降低,分子的热运动减弱,分子间的相互作用力增强,使得流体的流动性变差。
- 流体流动性变差会对萃取的混合及沉降分层过程产生不利影响。在混合过程中,黏度增大使得流体的混合变得困难,溶质不能充分地与萃取剂接触,影响萃取效率;在沉降分层过程中,黏度增大也会使两相的分离速度变慢,延长了操作时间,同样会影响萃取分离效果。
- 温度选择依据:综合考虑温度升高和降低对萃取分离效果的影响,在选择萃取操作的温度时,需要在保证一定的分层区面积和合适的流体黏度之间进行权衡,以达到最佳的萃取分离效果。