Химия

Ступенчатая жидкостная экстракция

Сравнивает извлечение одним объёмом растворителя и несколькими равными свежими порциями.

⚗быстрый расчёт
онлайн

Введите данные

Объём исходной фазы

мл

Общий объём экстрагента

мл

Коэффициент распределения Cэкстр/Cисх

Исходная концентрация вещества

моль/л

Число равных свежих порций

Данные не отправляются на сервер

Результат

Извлечённая доля после всех ступеней78,4%

Остаточная концентрация исходной фазы0,0216 моль/л

Извлечённая доля при одной порции66,6667 %

Формула

Как считается результат

Извлечённая доля после всех ступеней = -expminus(-(stages*lnplus(coefficient*organic/(stages*aqueous))))*100 (%); Остаточная концентрация исходной фазы = initial*exp(-(stages*lnplus(coefficient*organic/(stages*aqueous)))) (моль/л); Извлечённая доля при одной порции = coefficient*organic/(aqueous+coefficient*organic)*100 (%)

Пример с тестовыми данными

Извлечённая доля после всех ступеней: 78,4 %; Остаточная концентрация исходной фазы: 0,0216 моль/л; Извлечённая доля при одной порции: 66,66666667 %

О расчёте

Как пользоваться
калькулятором

Сравнивает извлечение одним объёмом растворителя и несколькими равными свежими порциями.

При одной порции остаточная доля равна Va/(Va+KdVo); при n равных порциях — [Va/(Va+KdVo/n)]^n. Для малых долей используются устойчивые lnplus(x)=ln(1+x) и expminus(x)=exp(x)−1.

01
Подготовьте данные
Используйте исходные величины именно для рассматриваемого случая: объём исходной фазы в мл; общий объём экстрагента в мл; коэффициент распределения cэкстр/cисх; исходная концентрация вещества в моль/л; число равных свежих порций.
02
Проверьте единицы и условия
Обе фазы не смешиваются, коэффициент распределения постоянен, каждая ступень достигает равновесия, экстрагент изначально не содержит вещества. Потери фаз, реакции, изменение объёмов и насыщение экстрагента не учитываются.
03
Прочитайте результат
Свежие порции экстрагента по отдельности могут извлечь больше вещества при том же общем объёме. Остаточная концентрация относится к исходной фазе постоянного объёма.

Подробное объяснение

Как читать результат

Расшифровка показателей, пример вычисления и ограничения метода — без лишних терминов.

Что означают результаты

Свежие порции экстрагента по отдельности могут извлечь больше вещества при том же общем объёме. Остаточная концентрация относится к исходной фазе постоянного объёма.

Когда модель применима

Обе фазы не смешиваются, коэффициент распределения постоянен, каждая ступень достигает равновесия, экстрагент изначально не содержит вещества. Потери фаз, реакции, изменение объёмов и насыщение экстрагента не учитываются.

Разбор по шагам

Пример расчёта

Пример 1

Исходные данные: Объём исходной фазы: 100 мл; Общий объём экстрагента: 100 мл; Коэффициент распределения Cэкстр/Cисх: 2; Исходная концентрация вещества: 0,1 моль/л; Число равных свежих порций: 3
Вычисление: При одной порции остаточная доля равна Va/(Va+KdVo); при n равных порциях — [Va/(Va+KdVo/n)]^n. Для малых долей используются устойчивые lnplus(x)=ln(1+x) и expminus(x)=exp(x)−1. Извлечённая доля после всех ступеней: -expminus(-((3) × lnplus((2) × (100) ÷ ((3) × (100))))) × 100 = 78,4 %. Остаточная концентрация исходной фазы: (0,1) × exp(-((3) × lnplus((2) × (100) ÷ ((3) × (100))))) = 0,0216 моль/л. Извлечённая доля при одной порции: (2) × (100) ÷ ((100)+(2) × (100)) × 100 = 66,66666667 %.
Результат: Извлечённая доля после всех ступеней: 78,4 %; Остаточная концентрация исходной фазы: 0,0216 моль/л; Извлечённая доля при одной порции: 66,66666667 %

Пример 2

Исходные данные: Объём исходной фазы: 100 мл; Общий объём экстрагента: 100 мл; Коэффициент распределения Cэкстр/Cисх: 2; Исходная концентрация вещества: 0,1 моль/л; Число равных свежих порций: 1
Вычисление: Извлечённая доля после всех ступеней: -expminus(-((1) × lnplus((2) × (100) ÷ ((1) × (100))))) × 100 = 66,66666667 %. Остаточная концентрация исходной фазы: (0,1) × exp(-((1) × lnplus((2) × (100) ÷ ((1) × (100))))) = 0,03333333333 моль/л. Извлечённая доля при одной порции: (2) × (100) ÷ ((100)+(2) × (100)) × 100 = 66,66666667 %.
Результат: Извлечённая доля после всех ступеней: 66,66666667 %; Остаточная концентрация исходной фазы: 0,03333333333 моль/л; Извлечённая доля при одной порции: 66,66666667 %

Этот вариант использует другие исходные данные: Число равных свежих порций — 1. Свежие порции экстрагента по отдельности могут извлечь больше вещества при том же общем объёме. Остаточная концентрация относится к исходной фазе постоянного объёма.

Формула и обозначения

aqueous — объём исходной фазы, единица: мл.

organic — общий объём экстрагента, единица: мл.

coefficient — коэффициент распределения cэкстр/cисх.

initial — исходная концентрация вещества, единица: моль/л.

stages — число равных свежих порций.

Практическое применение

Сравнивает извлечение одним объёмом растворителя и несколькими равными свежими порциями. При одной порции остаточная доля равна Va/(Va+KdVo); при n равных порциях — [Va/(Va+KdVo/n)]^n. Для малых долей используются устойчивые lnplus(x)=ln(1+x) и expminus(x)=exp(x)−1.

Частые ошибки

Используйте исходные величины именно для рассматриваемого случая: объём исходной фазы в мл; общий объём экстрагента в мл; коэффициент распределения cэкстр/cисх; исходная концентрация вещества в моль/л; число равных свежих порций.

Источники и допущения

Основание расчёта

Метод, правило или ставка сверены с указанным источником. Последняя проверка этой реализации: 2026-09-30.

Обе фазы не смешиваются, коэффициент распределения постоянен, каждая ступень достигает равновесия, экстрагент изначально не содержит вещества. Потери фаз, реакции, изменение объёмов и насыщение экстрагента не учитываются.
Используйте исходные величины именно для рассматриваемого случая: объём исходной фазы в мл; общий объём экстрагента в мл; коэффициент распределения cэкстр/cисх; исходная концентрация вещества в моль/л; число равных свежих порций.

David Harvey, DePauw University: жидкостная экстракция ↗

Коротко о главном

Вопросы
и ответы

Что показывает «извлечённая доля после всех ступеней»?＋

Как проверить расчёт на конкретном примере?＋

Объём исходной фазы: 100 мл; Общий объём экстрагента: 100 мл; Коэффициент распределения Cэкстр/Cисх: 2; Исходная концентрация вещества: 0,1 моль/л; Число равных свежих порций: 3. Извлечённая доля после всех ступеней: 78,4 %; Остаточная концентрация исходной фазы: 0,0216 моль/л; Извлечённая доля при одной порции: 66,66666667 %. При одной порции остаточная доля равна Va/(Va+KdVo); при n равных порциях — [Va/(Va+KdVo/n)]^n. Для малых долей используются устойчивые lnplus(x)=ln(1+x) и expminus(x)=exp(x)−1.

Какие ограничения есть у метода?＋

Можно ли изменить исходные данные и сравнить варианты?＋

Да. Свежие порции экстрагента по отдельности могут извлечь больше вещества при том же общем объёме. Остаточная концентрация относится к исходной фазе постоянного объёма. Сравнивайте варианты в одинаковых единицах и при неизменных допущениях: Обе фазы не смешиваются, коэффициент распределения постоянен, каждая ступень достигает равновесия, экстрагент изначально не содержит вещества. Потери фаз, реакции, изменение объёмов и насыщение экстрагента не учитываются.