分组实验制取蒸馏水.萃取和分液教案

第一篇：分组实验制取蒸馏水.萃取和分液教案

制取蒸馏水、萃取（无机物的分离与提纯）

三维目标

知识与技能：明确无机物分离与提纯常用的方法；

掌握蒸馏、萃取、分液等实验的操作技能。

过程与方法：亲自动手实验，体会科学研究的方法。

情感态度与价值观：养成严谨求实的科学态度，学会合作和探究。教学重点：认识分液漏斗，掌握蒸馏和萃取操作的基本方法。教学难点：蒸馏、萃取、分液的实验原理。教学方法：实验法 课堂类型：分组实验 教学手段：实验演示 教学用具：化学仪器 教学过程：

一、知识准备

1.蒸馏常用的仪器及操作注意事项。

（1）原理：利用互溶的液体混合物中各组分的沸点不同，给液体混合物加热，使其中的某一组分变成蒸气再冷凝成液体，从而达到分离提纯的目的。蒸馏一般用于分离沸点相差较大的液体混合物。（例如蒸馏含有Fe3+的水提纯其中水份，蒸馏石油提纯不同沸点的有机组分）（2）仪器：铁架台、酒精灯、石棉网、蒸馏烧瓶、冷凝管、温度计、胶塞、牛角管（尾接管）、锥形瓶、胶管

（3）蒸馏时的注意事项：

a.烧瓶内液体的容积不超过2/3，烧瓶要垫上石棉网加热，烧瓶中还要加入沸石(碎瓷片)防止爆沸。

b.温度计下端水银泡应置于烧瓶支管处，测量逸出气体的温度。c.冷凝水下口进，上口出。

d.实验开始时，先开冷凝水，后加热。实验结束时，先停止加热，后关冷凝水。溶液不可蒸干。

2.萃取分液

（1）原理：萃取，就是一种物质在溶剂A中的溶解度小于溶剂B，那么，根据物质扩散原理，该物质就会从A扩散到B，且大部分都会扩散到B。

分液，就是A与B互不相容，就会分成上下两层，比如说油和水，那么，我们就可以把上层和下层的液体通过分液漏斗分别从上口和下口分理出。

（2）主要步骤：①检验分液漏斗是否漏水；②先装入溶液再加入萃取剂，振荡；③将分液漏斗放在铁圈上静置，使其分层；④打开分液漏斗活塞，再打开旋塞，使下层液体从分液漏斗下端放出，待油水界面与旋塞上口相切即可关闭旋塞；⑤把上层液体从分液漏斗上口倒出。

二、实验仪器和药品

药品：自来水，稀硝酸，硝酸银溶液，四氯化碳，碘水，沸石 器材：铁架台（带铁圈），蒸馏烧瓶，冷凝管，牛角管，锥形瓶，酒精灯，分液漏斗，烧杯，胶皮管

三、探究过程 1.制取蒸馏水：

（1）将蒸馏烧瓶，冷凝管仪器装配好。

（2）在蒸馏烧瓶里加入普通水（自来水）至烧瓶容积的一半左右，再加入一些碎瓷片，然

后用插有温度计(150℃)的橡皮塞塞紧。（注意温度计水银球在蒸馏烧瓶支管的位置），给蒸馏烧瓶加热。

（3）当水温达到约100℃时，水沸腾，水蒸气经过冷凝管冷凝后，收集在锥形瓶中，这就是蒸馏水。

2.萃取碘水中的碘：

（1）用量筒量取10mL碘的饱和水溶液，倒入分液漏斗，然后再注入4mL四氯化碳，盖好玻璃塞。

（2）用右手压住分液漏斗口部，左手握住活塞部分，把分液漏斗倒转过来振荡，使两种液体充分接触，振荡后打开活塞，是漏斗内气体放出。（3）将分液漏斗放在铁架台上，静置。

（4）待液体分层后，将分液漏斗颈上的玻璃塞打开，或使塞上的凹槽（或小孔）对准漏斗上的小孔，再将分液漏斗下面的活塞拧开，使下层液体慢慢沿烧杯壁而流下。

现象：静置后，溶液分层，上层为水溶液，无色;下层为四氯化碳的碘溶液，呈紫红色。原理：水与四氯化碳对比，碘更易溶于四氯化碳

板书设计：

1.制取蒸馏水 2.萃取碘水中的碘

学生实验：

作业布置：完成实验报告的填写；绘制蒸馏操作的装置图

课后反思：部分同学动手能力弱，操作起来感觉手忙脚乱，无所适从。部分预习较好的同学能很快的规范的做完实验。

第二篇：分组实验：二氧化碳实验室制取和性质教案

二氧化碳的制取和性质教案

一、任务目标

1、确定、组装实验装置，制取并收集二氧化碳气体；掌握二氧化碳的收集和检验方法。

2、通过实验进一步了解和学习二氧化碳的性质。

二、重、难点及解决办法

1.重点：实验室制取二氧化碳实验装置和收集方法确定。2.难点：仪器的组装，操作技能、团队合作精神的训练。3.解决方法

(1)采取讨论的形式，从学生学过的氧气的实验室制法，归纳和总结出气体实验室制法的设计思路和方法。

(2)通过学生实验操作，提高学生操作能力，培养团队合作精神。

三、探究准备 实验用品：

锥形瓶、分液漏斗（或长颈漏斗）、双孔橡皮塞、导管、集气瓶、托盘天平（或自制简易天平）、试管3支、酒精灯、250ml烧杯2只、500ml烧杯一只、火柴、玻璃片、软塑料瓶2个、试管夹、弹簧夹、试管架、阶梯式铁片，蒸发皿、药匙

石灰石（或大理石）、稀盐酸、长短不同的蜡烛2支、紫色石蕊试液、澄清石灰水、蒸馏水

四、探究方法

本节主要采用分组实验、实验探究的形式，使学生掌握二氧化碳的实验室制法和性质探究

五、教学过程

同学们好，很高兴与同学们一起学习化学知识。你们喜欢做实验吗？好，今天我们到实验室来制取二氧化碳，并验证其性质。希望同学们学有所获。

（一）出示目标：见ppt生读，教师板书课题

（二）[知识回顾]：

一、实验室制取二氧化碳的药品和化学反应原理 [学生活动]： 根据学生回答，板书（视情况）[板书]：1.药品：大理石(石灰石)和稀盐酸

2.化学方程式：CaCO3 + 2HCl == CaCl2 + H2O + CO2↑

下面同学们结合实验室制取氧气的实验探究，小组合作，共同完成学案中的任务1、2，时间5分钟

[提问]：根据实验室制取二氧化碳的反应原理，确定制取二氧化碳可采用什么装置？ [板书]：

二、实验室制取二氧化碳的装置 [板书]：

1、收集方法的确定： [回顾]：实验室制取氧气的装置。

[师生活动]：回顾发生装置选择的依据。见 ppt 从实验室制取二氧化碳的药品可以确定与实验室中用双氧水制取氧气的发生装置相同。

[提问]：根据CO2的物理性质，采用什么方法来收集CO2呢？ [板书]：

2、收集方法的确定： [师生活动]：收集装置选择的考虑因素 [总结]：用向上排空气法，不能用排水法。

[师生总结]：结合以上分析，确定实验装置：用PPT演示制取组合，重点介绍锥形瓶组合，以利于学生本节实验操作。

[提问]：如何证明集气瓶中充满了二氧化碳？ 教师PPT演示

验满方法：将燃着木条放在集气瓶口，如木条熄灭，证明瓶内充满CO2。[师生小结]：试着总结出实验室制取二氧化碳操作步骤。见ppt演示 组装仪器—检查气密性—加药品—收集气体—验满 教师结合学生的自学后的回答，做出纠正。

（三）[学生实验]：本节课目的是实验室制取二氧化碳并验证其性质。因时间关系，同学们不能预习学案，我们一起来梳理一下，以便同学们能顺利实验。

首先检查实验用品是否齐全，进行气密性检查，然后小组合作进行实验，分别收集分别收集一集气瓶和2塑料瓶二氧化碳气体，根据学案提示完成6个探究实验，记录实验现象，并对实验现象作出相应解释。出示幻灯片：探究二氧化碳的性质（教师引导快速阅读，明确实验步骤）

[教师提醒指导]：(结合PPT演示完成实验报告)1）、学生开始收集时，提醒学生将小烧杯放于天平上，调整平衡。

2）、验满后，改用塑料瓶收集。此时再将集气瓶内二氧化碳向简易天平一侧塑料桶内倾倒，观察天平平衡情况。

3）、第一个塑料瓶验满，换第二个塑料瓶收集。

4）、向第一个瓶中加约1/3的蒸馏水，迅速拧紧瓶盖，振荡，静置，观察现象。各取1--2ml紫色石蕊试液和澄清的石灰水于2支试管中，准备化学性质的探究。（此时可再观察塑料瓶变化情况）

5）、待第二个塑料瓶收集满后，盖好，将导管通入紫色石蕊试液，观察现象。点燃酒精灯，用试管夹夹持该试管，加热，观察现象 6）、将导管通入澄清石灰水中，观察现象。

[总结]：检验方法：将生成的气体通人澄清的石灰水中，如果石灰水变浑浊，则证明该气体为CO2。

7）、将烧杯中的蜡烛点燃，将第二瓶中的CO2气体从矮蜡烛一侧缓缓倒入，观察现象

（四）[反思交流]：物质的性质决定用途，结合本实验说明为什么二氧化碳是优良的灭火剂？

生答：

1、二氧化碳的密度比空气大

2、通常情况下不燃烧也不支持燃烧

（五）[谈收获]：结合本节课的实验情况，谈一下你的收获。

（六）[挑战自我]：

1.硫化氢是没有颜色，有臭鸡蛋气味的有剧毒气体。它的密度比空气略大，能溶于水，1体积水能溶解2.6体积的硫化氢，溶于水形成氢硫酸。

硫化氢是一种可燃性气体: 2H2S+3O2===2H2O+2SO2

实验室里常用块状固体硫化亚铁（FeS）与稀硫酸反应来制取硫化氢。（1）实验室制取硫化氢的发生装置可用制取__________气体的装置;（2）收集应用_______________;（3）为了防止多余的气体逸出污染环境，可将其通入______中。3.下列哪个反应可用于实验室制取二氧化碳：

A.C + O2 === CO2 B.C + 2CuO == 2Cu+CO2 ↑

高温 点燃

高温

点燃

C.CaCO3+2HCl ==CaCl2+H2O+CO2 ↑ D CaCO3=== CaO+CO2 ↑

4、甲烷的实验室制法是：用无水醋酸钠和碱石灰两种固态药品，经研磨均匀混合后装入反应装置中，加热产生甲烷气体。甲烷是一种无色、无味，比空气轻，极难溶于水的气体。（1）本实验中反应物的状态为_____, 反应条件为_____.（2）此实验的气体发生装置与CO2气体的发生装置是否相同？

（3）甲烷气体是否难溶于水，密度是否比空气大。利用此性质应用_____________或_____________方法来收集甲烷。

（七）[作业设计]：

必做：独立完成本次实验报告

选作：通过比较、归纳实验室制取氧气和二氧化碳的两个实验，总结实验室制取气体的一般思路和方法

第三篇：分组分解法教案

9.16 分组分解法

上海市民办中芯学校

张莉莉 教学目标：

1．理解分组分解法在因式分解中的重要意义．

2．在运用分组分解法分解因式时，会筛选合理 的分组方案． 3．能综合运用各种方法完成因式分解．

教学重点： 理解分组分解法的概念.掌握用分组分解法分解含有四项的多项式.教学难点： 筛选合理的分组方案和综合运用各种方法完成因式分解 教学过程： 一

复习引入

1.什么是因式分解？

2.学过几种因式分解的方法？

3.思考：如何将多项式(1)axaybxby分解因式？

二

新知探究

环节1

内容 ：因式分解(1)axaybxby

教师：提出问题

指导学生一题多解

引入定义

学生：思考 回答 板书练习

意图：1.通过一题多解，培养学生的发散思维

2.使学生整体感悟因式分解的方法，再局部的把握知识。

3.探索 讨论 总结分组的原则

要点：对于四项式的各项没有共同的公因式，而且也没有供四项式作

分解的公式可用，所以用我们前面学过的基本方法都无法直接达到分解的目的．但如果分组后在局部分别分解，然后在组与组直接再看看有没有公因式，就可以创造整体分解的机会．

试一试：分解因式（1）

xy2xy2

（2）abab1

22（4）x4yx2y

（4）9ab3ab

22环节2

如何将多项式(2)a2abb1分解因式？

教师：提出问题：两两分组可行吗？多项式有什么特征？

学生：尝试 探索 总结

意图：拓展学生的思维 再一次认识如何合理分组？ 要点：组和组之间存在平方差的联系

巩固练习：（1）x10xy25yx5y

（2）a3aab3b

222（3）x2xa2a 22

三

课堂小结：引导学生从知识，技能，方法，整体等方面自主小结如何合理分组，教师点评，总结

四

作业布置：练习册：9.16

补充思考题：

环节3 巩固练习：

1.多项式x2yxyx运用分组分解法分解因式，分组正确的是（）A.(x2y)(xyx)

B.(x2xy)(yx)C.x2(yxyx)

D.(x2yxy)x

2.多项式x-a-2a1运用分组分解法分解因式，分组正确的是（）A.(x2-a2)(-2a1)

B.x2-(a22a1)C.(x2-a2-2a)1

D.(x2-2a)(-a21)

3.多项式 x2xy2y运用分组分解法分解因式，分组正确的是（）22A.(x2x)(y2y)

B.(x2y2)(xy)

C.(x2y)(y2x)

D.(x2xy)y2 5.因式分解.（1）abab1

（2）a2abacbcb（3）x2x4y22y

（4）a4b12bc9c

教师：指导学生分组的方法不唯一，而合理地选择分组方案，会使分解过程简单.学生：实践巩固 应用问题 意图：举一反三 触类旁通

注意：分组的方法不唯一，而合理地选择分组方案，会使分解过程简单.三 归纳小结

渗透学法

22222按字母分组四项多项式如何分组？两两分组

符合平方差公式的两项分组差公式三一分组先完全平方公式后平方作业布置：练习册9.16 补充思考题：

（1）x4y

（2）x3xy36y

22（3）x-4xy4y2x-4y

（4）18a32b18a24b

22444224提示：（3）是三项多项式，但不是完全平方式的形式，也不能用十字相乘法分解，应该怎么处理？可以在原式的基础上增减项使得配成完全平方式的形式

x43x2y236y4x412x2y236y49x2y2(x412x2y236y4)9x2y2(4)的思路同（3）

(1)把有公因式的各项归为一组，并使组之间产生新的公因式，这是正确分组的关键，因此，设计分组方案是否有效要有预见性.(2)分组的方法不唯一，而合理地选择分组方案，会使分解过程简单.(3)分组时要用到添括号法则，注意添加带有“－”号的括号时，括号内每项的符号都要改变.(4)实际上，分组只是为完成分解创造条件，并没有直接达到分解的目的．

把一个多项式化成几个整式的积的形式，这种式子变形叫做把这个多项式因式分解，也叫做把这个多项式分解因式。

提公因式法¨22)平方差公式:ab(ab)(ab（适用两项的多项式）公式法222完全平方公式:a2abb(ab)（适用三项的多项式）十字相乘法（适用三项的多项式）

【分析】（1）这是一个四项式，它的各项没有公因式，而且也没有供四项式作分解的公式可用，所以用我们前面学过的基本方法都无法直接达到分解的目的．但是，如果分组后在局部分别分解，就可以创造整体分解的机会．（2）符合公式的两项分组

（3）观察多项式，前三项符合完全平方公式

要点：分组后组间能分解因式

第四篇：制取氧气实验教案

§2—3制取氧气实验

一、教学目标

知识与能力：

1）回顾制取氧气的方法和原理。

2）练习连接仪器的基本操作，初步掌握用高锰酸钾制取氧气的操作。

过程与方法：

1）根据反应物的状态，反应条件，反应原理决定实验装置。气体的性质决定气体的收集方法和验满方法。

2）学习通过实验进行科学探究方法

提出问题→猜想和假设→查阅资料→实验制定→进行实验→实验记录→反思与评价

情感态度与价值观

1）通过实验激发学生的积极性和活跃性

2）逐步认知用实验验证化学理论，从而进一步体会到化学是一门以实验为基础的科学

二、教学重点与难点

1.氧气的制取及实验操作 2.氧气在制取中的注意事项

三、教学方法

实验操作：提出问题→实验操作→分析总结→迁移创新

四、课时

1课时

五、课型

综合课

六、教具

烧杯

导管

铁架台

铁夹

棉花

酒精灯（火柴）

集气瓶（毛玻璃片）水槽

七、教学过程

知识回顾 环节一：

教师：上节课我们主要在工业和实验室两个方面学习了制取氧气的原理和方法，大家都还记得吗？下面找同学说一说在工业上采用什么方法制取氧气？

学生：分离液态空气法

教师：这种方法属于物理变化还是化学变化？ 学生：物理变化

教师：非常好，请坐。这位同学记得不错。

（化学反应，列举红豆，黄豆，绿豆，黑豆—菜豆）

环节二： 教师：实验使制取氧气有三种方法，重点是这三种方法的文字表达式，请同学们拿出作业本，听写。

（学生边写边巡视）

教师：同桌互相交换，用红笔批改。强调几个方面：丢生成物，写错条件，写错字，生成的符号。

教师：听写的效果不好，课下背诵不够努力，把写错了的表达式每个写三遍。

新授课

创设情境导入 环节三：

教师：我们已经知道如何在实验室制取氧气的方法和原理，下面我们以高锰酸钾受热分解为例制取氧气。

环节四：

板书：实验目的：制取氧气

教师：我们为什么做这个实验，做这个实验做什么就是目的。板书：实验原理：高锰酸钾受热分解

教师：我们知道做实验有什么用了，做试验用的方法就是原理 教师：我们知道如何制取氧气了，那又如何收集呢？小组讨论 学生：1.根据密度

：ρ氧气>ρ空气 → 采用向上排空气法

2.根据溶解性：不易溶于水 →采用排水法 板书：收集方法：排水法，向上排空气法 板书：实验用品：药品，仪器

教师：根据原理我们选用了一套仪器，首先

我们一起认识基本仪器。

烧杯

试管（量筒）

导管（橡胶塞+橡胶管+玻璃管）

铁架台

铁夹（试管夹）

棉花

酒精灯（火柴）

集气瓶（毛玻璃片）（广口瓶）水槽（水缸）高锰酸钾

教师：我们一起切都准备好了，该具体操作了，大家一定要认真听讲

环节五：

板书：实验步骤：

1.查：检查装置的气密性

教师：为什么要检查装置的气密性有如何检验呢？

学生：防止漏气

教师：回答的非常好，不知道的同学翻第一章。板书：2.装：装药品

教师：高锰酸钾为粉末状固体，加入时应注意写什么？

学生：一斜二送三直立

教师：为什么要在试管口放一团棉花？

学生思考后：不知道

教师：防止高锰酸钾粉末进入导管，使集气瓶内氧气变红 板书：3.定：固定仪器

教师：固定仪器时试管口应向下，防止冷凝水回流进入导管 板书：4.点：点然酒精灯

教师：能不能直接用酒精灯加热呢？

学生:不能，受热不均匀，易炸裂

教师：所以应该先均匀受热后固定加热。

教师：加热时弄酒精灯的什么焰？ 学生：外焰

板书：5.收：收集气体

教师：我们收集气体是能否一冒气泡就立即收集？ 学生：不能，里面有空气 教师：非常好

教师：那什么时候进行收集？ 学生：等一会（学生回答不准确）教师：等连续且均匀时

教师：什么时候就收集满了呢？ 学生：等没有水的时候

教师：非常好，有没有其他方法？可以根据氧气的性质 学生：用带火星的木条（回答不够准确）

教师：把带火星的木条放入集气瓶口，若复燃则证明已收集满，否则不满。板书：6.离：撤离导管

7.熄：熄灭酒精灯

教师：正确的操作步骤是先撤离导管，后熄灭酒精灯，如果操作错误会有什么后果？

学生：试管温度降低，压强变小，水会倒吸，炸裂试管。

教师：回答非常好，不仅化学学习好，物理学习也不错，真是理化不分家,所以要想学习好就要好好学习每一科，科科相连。

八、总结

教师：实验步骤是本节课的重点，简单记忆为 查 装 定 点 收 离 熄7个字

也可以记忆为茶 庄 定 点 收 利 息

板书：查 装 定 点 收 离 熄

茶 庄 定 点 收 利 息

九、课堂练习

教师：这个实验是以高锰酸钾受热分解为例制取氧气，如果用过氧化氢需要那几步骤？需要注意哪些事项？小组可以讨论

学生：查 装 定 收 离 5字步骤，因为过氧化氢分解不需要加热，注意事项是过氧化氢是液体，安装时竖直。

教师：学习的非常好，说明你们这节课都完全学会了。

十、下课作业

1.把黑板上的笔记认真抄写一遍

2.练习册1—10选择题，11题实验题

十一、板书

2—3制取氧气实验

一、实验目的：

四、实验步骤：

制取氧气

（茶）1.查：检查装置的气密性

二、实验原理：

（防止漏气）高锰酸钾锰酸钾+二氧化锰+氧气

（庄）2.装：装药品

收集方法：

（加棉花：防止高锰酸钾进入导管）1.根据密度 ：ρ氧气>ρ空气 → 向上排空气法（定）3.定：固定仪器 2.根据溶解性：不易溶于水 → 排水法

三、实验用品

（点）4.点：点然酒精灯

1.实验仪器

（先均匀受热，后固定加热）

2.实验药品

（收）5.收：收集气体

（连续且均匀）

（利）6.离：撤离导管

（息）7.熄：熄灭酒精灯

}（防止倒吸）

第五篇：化工原理 电子教案 第八章 固液萃取

12萃取

本章学习要求

1.熟练掌握萃取过程的原理；部分互溶物系的液-液相平衡关系；萃取过程（包括单级萃取、多级错流萃取和多级逆流萃取）的计算；对于组分B、S部分互溶体系，要会熟练地利用杠杆规则在三角形相图上迅速准确的进行萃取过程计算；对于组分B、S不互溶体系，则可仿照吸收的计算方法。

2.理解溶剂选择的原则；影响萃取操作的因素；萃取剂和操作条件的合理选择；萃取过程的强化措施。

3.了解萃取操作的经济性；萃取操作的工业应用；液-液萃取设备及选用。

12.1 概述

液－液萃取又称溶剂萃取，是向液体混合物中加入适当溶剂(萃取剂)，利用原混合物中各组分在溶剂中溶解度的差异，使溶质组分A从原料液转换到溶剂S的过程，它是三十年代用于工业生产的新的液体混合物分离技术。随着萃取应用领域的扩展，回流萃取，双溶剂萃取，反应萃取，超临界萃取以及液膜分离技术相继问世，使得萃取成为分离液体混合物很有生命力的单元操作之一。

蒸馏和萃取均属分离液体混合物的单元操作，对于一种具体的混合物，要会经济合理化的选择适宜的分离方法。

一般工业萃取过程分为如下三个基本阶段：

1.混合过程 将一定量的溶剂加入到原料液中，采取措施使之充分混合，以实现溶质由原料向溶剂的转移的过程；

2.沉降分层 分离出萃取相与萃余相。

3.脱出溶剂 获得萃取液与萃余液，回收的萃取剂循环使用。

萃取过程可在逐级接触式或微分接触式设备中进行，可连续操作也可分批进行。

12.2 液液相平衡 12.2.1三角形相图

根据组分间的互溶度，三元混合体系可分为两类：

（1）Ⅰ类物系组分A、B及A、S分别完全互溶，组分B、S部分互溶或完全不互溶；（2）Ⅱ类物系 组分A、S及组成B、S形成两对部分互溶体系 本章重点讨论Ⅰ类物系连续操作的逐级接触萃取过程。

12.2.1 三元体系的相平衡关系

萃取过程以相平衡为极限。相平衡关系是进行萃取过程计算和分析过程影响因素的基本依据之一。

对于组分B、S部分互溶物系，相的组成、相平衡关系和萃取过程的计算，采用等腰三角形相图最为方便。常用质量百分率或质量分率表示相组成。1 相组成在三角形相图上的表示

三角形的三个顶点分别表示纯组分A、B、S。

三角形的边AB、AS和SB依次表示组分A与B、A与S以及S与 B的二元混合液。

三角形内任意一点代表三元混合液的组成。2 相平衡关系在三角形相图上的表示

⑴溶解度曲线、联结线、辅助曲线和临界混熔点

要能够根据一定条件下测得的溶解度数据和共轭相的对应组成在三角形相图上准确作出溶解度曲线、联结线、辅助曲线（又称共轭曲线），并确定临界混溶点。会利用辅助曲线由一已知相组成点确定与之平衡的另一相组成点的坐标位置。

溶解度曲线将三角形分成单相区（均相区）与两相区，萃取操作只能在两相区中进行。

① 不同物系在相同温度下具有不同形状的溶解度曲线。

② 同一物系，当温度变化时．可引起溶解度曲线和两相区面积的变化，甚至发生物系的转化。一般温度升高，组分间互溶度加大，两相区面积缩小，不利于萃取分离。

一定温度下，同一物系的联结线倾斜方向随溶质组成而变，即各联结线一般互不平行，少数物系联结线的倾斜方向也会发生改变（等溶度体系）。⑴分配系数和分配曲线

① 分配系数 在一定温度下，溶质A在平衡的萃取相和萃余相中组成之比称为分配系数，即

同样，对干组分B也可写出相应表达式：

在操作条件下，若组分B、S互不相溶，则以质量比表示相组成的分配系数可改写成如下式，即

② 分配曲线 若主要关心溶质A在平衡的两液相中的组成关系，则可在直角坐标图上表示相组成，即在直角坐标图画出X－y关系曲线，此即分配曲线。在操作条件下，若组分B、S不互溶，则可仿照吸收中平衡曲线的方法作出以质量比表示相组成的XY相图。再若在操作范围内，以质量比表示相组成的分配系数K为常数，平衡关系可表示为直线方程，即

分配曲线为通过原点的直线。3 萃取过程在三角形相图上的表示（1）萃取过程的三个基本阶段

萃取过程的三个基本阶段可在三角形相图上清晰地表达出来。① 混合

将Skg的萃取剂加到 F kg的料液中并混匀，即得到总量为 M kg 的混合液，其组成由点M的坐标位置读取。

式中，F为料液量，kg或kg／s；S为萃取剂的量，kg或 kg／s；M为混合液的总量，kg或kg／s；xF为原料液中溶质的质量分率； ys为溶剂中溶质的质量分率，对于纯溶剂，ys=0 Xm为混合液中溶质的质量分率。② 沉降分层

混合液沉降分层后，得到平衡的两液相E、R，其组成由图上读得，各相的量由杠杆规则及总物料衡算求得，即

式中 E为萃取相的量，kg或kg/s；

R为萃余相的量，kg 或kg/s、分别代表线段的长度。

图中的M点称为和点，R、E或F、S称为差点。③ 脱除溶剂

和萃余液，若将得到的萃取相及萃余相完全脱除溶剂，则得到萃取液其组成由图上读得，其量利用杠杆规则确定，即

或

F=+

杠杆规则是物料衡算过程的图解表示，萃取过程在三角形相图上的表示和计算，关键在干熟练地运用杠杆规则。（2）萃取剂的选择

萃取剂的选择是萃取操作分离效果和是否经济的关键。选择萃取剂时时主要考虑如下因素。

① 萃取剂的选择性和选择性系数

选择性是指萃取剂S对原料液中两个组分溶解能力的差异，可用选择性系数来表示，其对应于蒸馏中的相对挥发度，统称为分离因子。萃取操作中值均应大于1。值越大，越有利于组分的分离；若=1，萃取相和萃余相脱除溶剂S后将具有相同的组成，且均等于原料液的组成，无分离能力，说明所选择的萃取剂是不适宜的。

当在操作条件下组分B、S可视作不互溶时，② 组分B、S间的互溶度

组分B、S间的互溶度愈小愈有利萃取分离，完全不互溶为理想情况。③ 萃取剂回收的难易 易于回收可降低能量消耗。④ 其它

两相密度差要大，界面张力适中，粘度与凝固点要低，化学及热稳定，无毒不易燃，来源充，价格低廉等。

=0，选择性系数趋于无穷大。

12.2 萃取过程的计算

重点讨论级式接触萃取过程的计算，且假设各级均为理论级。1．单级接触萃取

单级萃取操作中，通常有两种类型计算：（1）已知原料液组成及其处理量，规定萃余相组成，要求计算萃取剂用

。量、萃余相的量及、萃取相的组成萃取剂的用量可利用杠杆规则确定：

或

萃取相的组成由其坐标位置从图上读得，E相和R相的量用杠杆规则和物料衡算式计算。（2）已知原料液的组成及其处理量、要求计算萃取相、萃余相的量及两相的组成。此类计算需利用辅助曲线通过和点M试差法作联结鲜．两相组成由联结线两端的坐标位置读得，两相的量用杠杆规则和物料衡算式计算。当组分B、S可视作完全不互溶时，则以质量比表示相组成的物料衡算式为

一般可由点S作溶解度曲线的经过单级萃取后所能获得的最高萃取液组成切线而确定。

2．多级错流接触萃取

多级错流接触萃取操作的特点是：每级都加入新鲜溶剂，前级的萃取相为后级的原料，传质推动力大。只要级数足够多，最终可获得所希望的萃取率，其缺点是溶剂用量较多。

多级错流接触萃取设计型计算中，通常已知F、XF。及各级溶剂用量Si，规定最终萃余相组成，要求计算所需理论级数。

根据组分B、S的互溶度，萃取理论级数的计算有如下三种方法： ①

② 组分B、S不互溶时的直角坐标图解法

设各级溶剂用量相等，则各级萃取相中的溶剂和萃余相中的稀释剂B均可视作常量，在X�Y坐标上求解萃取级数非常简便。

错流萃取的操作线方程式为

在X－Y坐标图上求解萃取理论级数的步骤略。③ 解析法求解理论级数

若在操作条件下，组分B、S可视作完全不互溶，且以质量比表示相组成的分配系数K可视作常数，再若各级溶剂用量相等，则所需萃取级数可用下式计算：

⑶ 多级逆流接触萃取

多级逆流接触萃取操作的特点是：大多为连续操作，平均推动力大、分离效率高、达到规定萃取率溶剂用量最少。

多级逆流萃取的设计型计算中，原料液处理量F及其组成成均由工艺条件规定，溶剂用量S及其组成所需的理论级数。、最终萃余相组

由经济权衡而选定，要求计算根据组分B、S的互溶度及平衡关系，理论级数的计算可分别采用如下方法。① 组分B、S部分互溶时的图解计算法

对于组分B、S部分互溶物系，常在三角形坐标图上利用平衡关系和操作关系，用逐级图解法求解理论级数。多级逆流萃取的操作线方程式为

式中的称为操作点，为各条操作线上的共同点，可将其视为通过各级的“净流量”。为虚拟量，通常由

与的延长线交点来确定点的位置。

若萃取过程所需理论级数较多时，可在直角坐标图上绘出分配曲线与操作线，在操作线与分配曲线之间画阶梯求解理论级数。② 组分B、S不互溶时理论级数的计算

根据平衡关系情况，可用图解法和解析法求解理论级数。

在X－Y坐标图上求解理论级数的方法与脱吸计算十分相似。此时的操作线方程式为

若在操作范围内以质量比表示相组成的分配系数为常数时，可用下式求解理论级数：

再若分配曲线与操作线为互相平行的直线时（即为），所需理论级数可表示

③ 溶剂比（或）和萃取剂的最小用量

和精馏中的回流比 R、吸收中的液气比 L／V相对应，萃取中的溶剂比 S／F（或 S／B）表示了萃取用量对设备费和操作费的影响，达到指定分离程度需要无穷多个理论级时所对应的萃取剂用量为最小溶剂用量，用在三角形相图上，出现某条操作线与联结线重合时对应的量。

表示。

即为最小萃取剂用在X－y或X－Y坐标图上，出现某操作线与分配曲线相交或相切时对应的为最小萃取剂用量。

对于组分B、S完全不互溶的物系，萃取剂的最小用量可用下式计算：

即

适宜的萃取剂用量通常取为S=1，1～2.0⑷ 微分接触逆流萃取

微分接触逆流萃取操作常在塔式设备内进行。塔式设备的计算和气液传质设备一样，即要求确定塔高及塔径两个基本尺寸。① 塔高的计算

塔高的计算有两种方法，即（a）理论级当量高度法。

式中 HETS为理论级当量高度，m； h为萃取段的有效高度，m； n 为逆流萃取所需理论级数，无因次

（b）传质单元法（以萃取相为例）假设在操作条件下组分B、S完全不互溶，用质量比表示相组成，再若在整个萃取段内体积传质系数萃取段的有效高度可用下式计算： 式中

为萃余相的总传质单元高度，m ；

可视作常数，则

为总体积传质系数，kg/(m3·h·△x)为萃余相的总传质单元数；

萃取相的总传质单元高度或总体积传质系数由实验测定，也可从手册查得。萃余相的总传质单元数可用图解积分法求得。当分配系数K为常数时，平均推动力法或萃取因子法计算。萃取因子法的计算式

可用

当时。

2．塔径的计算

塔径的尺寸取决于两液相的流量及适宜的操作速度，可用下式计算：

式中 分别为连续相与分散相的体积流量，m3/s； 分别为连续相与分散相的空塔气速，m/s；

实际设计时，空塔速度可取液泛速度的50％～80％。关于液泛速度，许多研究者针对不同类型的萃取设备提出了经验或半经验的公式，还有的绘制成关联线图。

12.3 液一液萃取设备

12.3.1 概述

和气液传质过程相类似，在液一液萃取过程中，要求萃取相和萃余相在设备内密切接触，以实现有效的质量传递；尔后，又能使两相快速、完善分离，以提高分离效率。由于萃取操作两相密度差较小，对设备提出了更高的要求。1.为使两相密切接触、适度湍动、高频率的界面更新，可采用外加能量，如机械搅拌、射流和脉冲等；

2.为两相完善分离，除重力沉降分离外，还可采用离心分离（离心分离机、旋液分离器等）；

3.萃取设备的分类属两相接触方式，可分为逐级接触式和微分接触式两类；根据有无外功加入，可分为有回水量和无外加能量两种。工业上常用萃取设备的分类情况见相关章节 萃取设备的选择 根据物系性质、分离的难易和程度、设备特性等合理选取萃取设备类型和尺寸。

12.3.2萃取设备的选择

各种不同类型的萃取设备具有不同的特性,萃取过程中物系性质对操作的影响错综复杂.对于具体的萃取过程选择适宜设备的原则是:首先满足工艺条件和要求，然后进行经济核算,使设备费和操作费总和趋于最低.萃取设备的选择, 应考虑如下的因素: 1.所需的理论级数

当所需的理论级数不大于2-3级时,各种萃取设备均可满足要求;当所需的理论级数较多(如大于4-5级)时,可选用筛板塔;当所需的理论级数再多(如10-20级)时, 可选用有能量输入的设备,如脉冲塔,转盘塔,往复筛板塔,混合澄清槽等.2．生产能力

当处理量较小时,可选用填料塔,脉冲塔.对于较大的生产能力,可选用筛板塔, 转盘塔及混合-澄清槽.离心萃取器的处理能力也相当大.3.物系的物性性质

对界面张力较小,密度差较大的物系,可选用无外加能量的设备.对密度差小,界面张力小,易乳化的难分层物系,应选用离心萃取器.]对有较强腐蚀性的物系,宜选用结构简单的填料塔或脉冲填料塔.对于放射性元素的提取,脉冲塔和混合澄清槽用得较多.若物系中有固体悬浮物或在操作过程中产生沉淀物时,需周期停工清洗,一般可采用转盘萃取塔或混合澄清槽.另外,往复筛板塔和液体脉动筛板塔有一定的资清洗能力,在贸些场合也可考虑选用.4.物系的稳定性和液体在设备内的停留时间

对生产要考虑物料的稳定性,要求在萃取设备内停留时间短的物系,如抗菌素的生产.用离心萃取器合适;反之,若萃取物系中伴有缓慢的化学反应, 要求有足够的反应时间,选用混合-澄清槽为适宜.5.其它

在选用设备时,还需考虑其它一些因素,如:能源供应状况,在缺电的地区应尽可能选用依重力流动的设备;当厂房地面受到限制时,宜选用塔式设备, 而当厂房高度受到限制时,应选用混合澄清槽。