Закон распределения. ЭксТракция.
Если мы имеем две несмешивающиеся жидкости и добавляем туда третий компонент, который растворяется в обеих жидкостях, то отношение концентраций этого компонента есть величина постоянная при данной температуре.
= К, где К – коэффициент распределения йода между водой и бензолом.
В общем виде K= – закон распределения(1)
При постоянной температуре коэффициент распределения К есть величина постоянная, т.е. К не зависит:
1) от соотношения объемов жидкостей;
2) от количества добавленного йода.
В такой форме закон распределения справедлив только в том случае, если распределяемое вещество имеет одинаковую молярную массу в обоих растворителях.
Отклонение от закона распределения наблюдается в том случае, если распределяемое вещество ассоциирует или диссоциирует в одной из фаз.
К= , (2)
если n=1, то молекулярное состояние не меняется;
если n>1, то идет диссоциация;
если n<1, то идет ассоциация.
Чтобы найти, т.е. определить состояние растворенного вещества в одной из фаз, нужно линеизировать уравнение (2). Логарифмируем уравнение (2) и получаем:
ln K=n∙ln -ln или
ln =n∙ln -ln K (*)
На основе уравнения (*) можно построить график:
tg =n
Прямая 1 характеризует зависимость ln от ln . Член уравнения – ln K определяет расстояние прямой 1 от оси Х. Тангенс угла наклона прямой дает значение n.
Экстракция– это извлечение одного вещества из многокомпонентной системы посредством третьего компонента, который называется экстрагентом.
Требования к экстрагенту:
1) Экстрагент не должен смешиваться с растворителем, из которого происходит экстрация.
2) Экстрагент должен избирательно растворять выделяемое вещество.
3) Наилучшая степень извлечения достигается при добавлении экстрагента небольшими порциями.
4) Количество вещества, извлеченного в результате экстракции, определяется следующими соотношениями:
К= , где
С – концентрация вещества, оставшегося в системе после первой экстракции;
С – количество вещества, удаляемого из системы в результате экстракции.
С = ;C = , где
g – масса экстрагируемого вещества до экстракции;
g – масса вещества, оставшегося после экстракции;
V – объем растворителя, в котором добавляется экстрагент;
V – объем экстрагента;
К – коэффициент распределения (из справочника).
Подставим эти выражения в уравнение коэффициента распределения и получим:
К=
g =g – для однократной экстракции
g – для многократной экстракции
где n – количество добавляемых порций экстрагента; g – масса оставшегося после экстракции вещества.
g
– количество экстрагируемого вещества.
ПРИМЕР.
Дано: | Решение: |
V (H O)=2000 мл g V (CS )=50 мл К= =0,00167 g | 1) Однократная экстракция всем объемом растворителя – экстрагента: g =0,00125 г 2) Проведем экстракцию 5 раз порциями экстрагента по 10 мл: 0,0000197 г Второй метод более выгоден, т.к. йода в воде останется меньше. |
Дата добавления: 2017-09-01; просмотров: 2429;