假設(shè)有A和B兩種物質(zhì)形成的混合液體，需要將其中的溶質(zhì)A和溶劑B分開(kāi)，而由于某些原因，如兩者相對(duì)揮發(fā)度接近于1、某物質(zhì)在較高溫度下分解或失活等，此時(shí)需要借助添加第三種物質(zhì)——萃取劑S來(lái)完成溶質(zhì)A向S的轉(zhuǎn)移，最終實(shí)現(xiàn)A和B的分離。在選擇萃取劑S時(shí)，需要考慮很多因素（溶解性、流動(dòng)性、經(jīng)濟(jì)性等），其中最重要的莫過(guò)于是A、B和S之間的溶解性問(wèn)題，也即三者形成的液液平衡問(wèn)題，因此在選擇萃取劑S時(shí)，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)定液液相平衡是必不可少的，通過(guò)液液相平衡相圖可以獲得分離所能達(dá)到的極限、所需溶劑的量等等。

    圖1為一典型的液液萃取過(guò)程相圖表述實(shí)例。三個(gè)頂點(diǎn)A、B和S代表各自為純組份，圖中拱形曲線(xiàn)為三元液液平衡線(xiàn)，由圖可知溶劑B和萃取劑S部分互溶。連接R、E兩點(diǎn)的線(xiàn)為聯(lián)結(jié)線(xiàn)，R和E為共軛相，即在RE聯(lián)結(jié)線(xiàn)上的三相組成均分裂為R和E兩相，通常稱(chēng)E相為萃取相，而R相稱(chēng)為萃余相。

圖1 液液萃取過(guò)程相圖

假設(shè)有一組成為x_F的A和B混合物溶液，進(jìn)料量為F。逐漸在混合液中加入萃取劑S，從而三相混合物的狀態(tài)點(diǎn)隨著S加入量的增加在FS線(xiàn)上從F點(diǎn)逐漸向S點(diǎn)移動(dòng)（在混合液中隨著萃取劑S的加入，狀態(tài)點(diǎn)只能在FS的連線(xiàn)上移動(dòng)，這時(shí)因?yàn)?/span>A和B兩者在混合液中比例與加入的S量無(wú)關(guān)，始終保持不變）；在第一次與液液平衡線(xiàn)相交時(shí)，即O點(diǎn)，該處對(duì)應(yīng)的為要實(shí)現(xiàn)萃取操作所需要最少量萃取劑的點(diǎn)；繼續(xù)增加S的量則進(jìn)入液液分相區(qū)，如與RE線(xiàn)相交于M點(diǎn)，在該點(diǎn)液體混合物分為E和R兩相，實(shí)現(xiàn)A和B的分離；再繼續(xù)增加S的量，直至P點(diǎn)，該點(diǎn)對(duì)應(yīng)的加入萃取劑最大量的點(diǎn)，當(dāng)再增加S時(shí)，則進(jìn)入A、B和S完全混溶區(qū)，無(wú)法實(shí)現(xiàn)分離的操作。

假設(shè)加入的萃取劑S的量正好使三元混合物的狀態(tài)點(diǎn)落于M點(diǎn)，則此時(shí)三元混合物分相為萃取相E和萃余相R，這樣溶質(zhì)A就得到了分離。如圖，連接SE并延長(zhǎng)與AB線(xiàn)相交于S’點(diǎn)，該點(diǎn)則表示萃取相E經(jīng)過(guò)脫溶劑后獲得的A和B混合液；同理，R’則表示萃余相經(jīng)過(guò)脫溶劑后獲得的A和B混合液。由圖可知，經(jīng)過(guò)分離后，萃取相E經(jīng)脫溶劑后的溶液中溶質(zhì)A得到了增加，而萃余相中A減少了，達(dá)到了分離的目的。

此外，根據(jù)相圖，還可以確定某萃取劑S經(jīng)過(guò)一次萃取過(guò)程能夠獲得的萃取相中溶質(zhì)A最高濃度值，由此可以判斷萃取劑選擇的優(yōu)劣。如圖1，通過(guò)萃取劑S點(diǎn)做液液平衡曲線(xiàn)的切線(xiàn)，并延長(zhǎng)與AB線(xiàn)相交，交點(diǎn)為E’_max，該點(diǎn)即為萃取劑S一次萃取過(guò)程所能達(dá)到的極限分離效果。

    在液液相平衡圖中，各點(diǎn)的量可以通過(guò)杠桿原理獲得，即相互之間的關(guān)系可以通過(guò)線(xiàn)段（實(shí)質(zhì)是濃度大小）的比值來(lái)求取。如圖1中M點(diǎn)處，加入的萃取劑的量S與原料液F的關(guān)系可以表示為F/S = SM/FM；萃取相E和萃余相R的量之間的關(guān)系可表示為E/R = MR/ME；對(duì)于脫溶劑后的萃取相E’和萃余相R’之間量的比值則為E’/R’ = FR’/FE’；其他則可類(lèi)推。