19. Выпарки. Упаривание методом прямотока.

Выпаривание - тепловой процесс, осуществляемый путем подвода тепловой энергии.

По принципу прямого или параллельного тока раствора и пара, начальный раствор поступает в первый корпус и затем естественным током перетекает последовательно через все корпуса. Поэтому концентрация раствора повышается в направлении от первого корпуса к последнему, т. е. соответственно направлению протекания пара. Прямоток получил наибольшее применение в промышленности. Давление вторичного пара увеличивается от первого корпуса к последнему. Поэтому раствор самотёком перетекает из корпуса в корпус.

18. Экстракция. Экстракторы.

Экстра́кция — метод извлечения вещества из раствора или сухой смеси с помощью подходящего растворителя (экстраге́нта). Для извлечения из смеси применяются растворители, не смешивающиеся с этой смесью. Рафинад – то, что отходит после экстракции. Самое важное для экстрагента: высокий коэффициент распределения, низкое давление паров, вещество должно быть не ядовитым и не горючим. Проводят экстракцию в экстракторах. Из смесителя смесь попадает в отстойник. Происходит процесс расслаивания. Проще всего разделить – предельные углеводороды. Сложно разделить йод и бензин.

Различают кислые экстрагенты (экстрагируют по катионообменному механизму), основные (экстрагируют по анионообменному механизму с образованием комплексов) и нейтральные (экстрагируют за счёт сольватации) экстрагенты. Кислые экстрагенты — карбоновые кислоты (С7-С9) с неразветвлённой и разветвлённой цепями (извлечение Со, Ni); нафтеновые кислоты (извлечение Cu, Zn, Со, Ni). Основные экстрагенты — соли четвертичных аммониевых оснований (извлечение U, Со, W, V), первичных, вторичных и третичных высокомолекулярных аминов (извлечение U, W, V, Mo). Нейтральные экстрагенты — фосфорорганические соединения, главным образом трибутилфосфат (извлечение и разделение лантаноидов, U и Th, Hf и Zr и т.д.), сульфоксиды, фосфиноксиды, спирты, кетоны (извлечение Ge, U, разделение Ni и Ta), альдегиды, например фурфурол (извлечение Со). Экстрагенты часто применяют в смеси с инертным разбавителем.

Главной характеристикой любого экстракционного процесса, является коэффициент распределения (D). Коэффициент распределения определяется отношением концентрации экстрагирующегося вещества в органической фазе к концентрации вещества в водной фазе после того, как наступило равновесие, т.е. D = Cорг / Сводн.

Для того чтобы понять, какая часть вещества перешла в органическую фазу, следует пользоваться другой характеристикой - коэффициентом извлечения (α), который является той долей вещества, что перешла в органическую фазу. Существует связь между коэффициентом распределения и коэффициентом извлечения: α = 1 / (1+Vводн/(D Vорг)),где Vводн - объем водной фазы; Vорг - объем органической фазы. Чем больше объем органической фазы, тем больше коэффициент извлечения, т.е. тем больше вещества переходит в органическую фазу. Коэффициент извлечения является важным аналитическим параметром, так как всегда важно знать при разработке аналитической методики полноту извлечения определяемого вещества. Если нельзя полно извлечь вещество за одну операцию, то это можно сделать гораздо эффективнее несколькими последовательными процедурами с меньшими суммарными затратами экстрагента.

1-экстрагент, 2-экстракт, 3- рафинад.