分离过程化学复习重点

“分离过程化学”复习提纲第二章溶剂萃取溶剂萃取法-1萃取过程的表达式、分配比、分离系数或分离因子、萃取百分率、萃取体系的分类溶剂萃取法-2中性络合萃取体系特点、中性磷类萃取剂萃取能力顺序、TBP萃取UO2(NO3)2的萃取反应式与萃合的结构式、盐析剂对中性络合萃取的影响规律、Purex三循环流程内容（萃取剂、洗涤剂、反萃剂、还原剂、氧化剂？UO22+与Pu4+为什么能分离？）溶剂萃取法-3螯合萃取体系特点、酸性磷类萃取体系特点、P204在非极性溶剂中二聚体结构式、P204与RE3+形成的萃合物结构式、P204与UO22+形成的萃合物结构式、酸性磷类萃取体系出现乳化与三相的特点和消除方法溶剂萃取法-4胺类萃取体系特点、三辛胺（TOA）从硝酸溶液中萃取Pu(VI)的原理（相关萃取反应式）、胺类萃取剂萃取周期表中金属离子的规律性、MIBK(甲基异丁基酮)从高浓度盐酸溶液中萃取络阴离子FeCl4-的原理与反应式、二-(叔丁基环己基)-18冠-6从硝酸溶液中萃取Sr(NO3)2的原理与反应式、紫苯现象解释第三章色层分离离子交换树脂的基本性质（交联度、交换容量、溶胀）、树脂“塌陷”现象解释、分配系数和分离因子定义、平衡塔板理论两个基本假设、色层分离实践主要步骤第四章膜分离过程多孔膜分离机理、致密膜分离机理、膜分离过程三种类型与膜孔径大致尺寸、第五章超临界流体萃取超临界流体萃取优缺点、超临界流体的传递性质、第六章双水相萃取双水相体系组成、聚合物/聚合物双水相体系特点、聚合物/盐体系特点、第七章反胶束萃取反胶束萃取分离蛋白质原理第八章液膜分离液膜组成、铜离子反向迁移原理、钾离子同向迁移原理第九章泡沫吸附分离泡沫吸附分离原理计算1.连续逆流萃取计算萃取级数、分配比计算2.用20%TBP-煤油从HNO3溶液中萃取分离铀、钍和稀土，已知钍的萃取反应为：Th4++4NO3-+2TBP(o)Th(NO3)4·2TBP(o)萃取平衡常数lgKex=1.56，钍与NO3-的各级络合物的稳定常数为：β1=6,β2=13,β3=10,β4=5.5。计算：当HNO3浓度为2.15mol/L,TBP浓度为0.80mol/L时，钍的分配比。解：首先计算络合度。Y=1+β1[NO3-]+β2[NO3-]2+β3[NO3-]3+β4[NO3-]4Y=1+6×2.15+13×2.152+10×2.153+5.5×2.154Y=1+12.9+60.09+99.38+117.52=290.9由于lgKex=1.56，所以Kex=36.31D=Kex[NO3-]4[TBP]2/Y=36.31×2.154×0.802/290.9=1.713.以0.2mol/LTiBGA–40%正辛醇–60%煤油(v/v)从0.5mol/L硝酸溶液中萃取Sr2+（TiBGA为一种荚醚，是一中性络合萃取剂，与Sr2+形成3∶1配合物）。萃取平衡方程式如下：上式中L代表萃取剂TiBGA。已知初始条件如下：CSr=0.32g/L；CTiBGA=0.20mol/L；CHNO3=0.50mol/L。测出不同温度下Sr2+的分配比如下：温度对荚醚萃取Sr2+分配比影响CTiBGA==0.20mol/L;稀释剂:40%n-正辛醇–60%煤油(v/v);水相:CHNO3=0.50mol/L,CSr=0.32g/L.萃取温度（℃）1520253035401/T(K-1)3.47×10-33.41×10-33.35×10-33.30×10-33.25×10-33.19×10-3DSr26.0513.6510.016.775.213.68logKexSr2+(aq.)+2NO3-(aq.)+3L(org.)Sr(NO3)23L(org.)Kex、解：Y=1+β1[NO3-]=1+6.36×0.50=4.18[L]=0.20[NO3-]=0.50代入Kex式中得：Kex=4.18DSr/0.502×0.203=2090DSr所以，不同温度下的Kex值为：温度（℃）152025303540DSr26.0513.6510.016.775.213.68Kex54444285282092114149108897691或logKex4.744.464.324.154.043.88由△G=-RTlnKex=△H-T△S所以，△H=-2.303R×2971.3=-56892J/moL=-56.89kJ/moL△S=-2.303R×6.322=-121J/moL△G=-56892+298×121=-20834J/moL=-20.83kJ/moL或△G=-RTlnKex=-8.314×298×ln20921=-24.65kJ/moLKex=(o)3Sr2-3(o)32-3Sr[L]D][NOY[L]][NOYD（式中Y表示络合度）0.00310.00320.00330.00340.00353.03.23.43.63.84.0logKex1/Ty=2971.3x-6.322①计算出表中对应温度下的萃取平衡常数Kex。②以logKex-1/T作图，得到一直线（见下图），该直线斜率为2971.3，截距为6.322，计算出25℃时的萃取平衡热力学函数ΔH、ΔG和ΔS。已知硝酸与Sr2+生成一级络合物，其络合稳定常数β1=6.36，忽略HNO3的萃取，并假定HNO3全部解离。根据下列公式进行计算：lgKex=−RR303.2ST1303.2HKex=(o)3Sr2-3(o)32-3Sr[L]D][NOY[L]][NOYD