МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ для выполнения лабораторной работы по физической химии «Закон распределения. Жидкостная экстракция»

Решение: Простейшая формула (1) закона распределения в данном случае неприемлема, так как отношение С1/С2 ¹ Const (0,4104; 0,7736; 1,292; 1,923). Это связано с изменением молекулярной массы распределяющегося вещества. Применим закон распределения в виде (3), считая, что в бензоле происходит ассоциация молекул фенола (случай 1).

Lg C1 – 1,5003 – 0,9101 – 0,4855 – 0,1249

Lg C2 – 1,1135 – 0,7986 – 0,5969 – 0,4089

Строим график

По графику:

Tg A = n = 0,52

Lg K = - 0,34

K = 2,188

Формула закона распределения:

Константа распределения используется для экспериментального определения степени диссоциации (a ) или ассоциации (b) вещества, растворенного в том или ином растворителе.

1.2. Жидкостная экстракция.

Две несмешивающиеся жидкости можно использовать для селективного выделения какого-либо вещества. Например, извлечение продуктов органического синтеза эфиром, солей урана из продуктов ядерного деления и т. п.

Такой процесс называется экстракцией. Эффективность процесса разделения зависит от ряда факторов:

– выбора растворителя;

– введения в систему дополнительного вещества, способного образовывать комплексное соединение с извлекаемым веществом;

– введения веществ, меняющих свойства растворителя за счет эффекта высаливания и т. п.

Чем больше величина К, тем проще разделение.

Количество извлеченного и оставшегося в растворе вещества после однократного извлечения растворителем заданного объема при данной температуре можно рассчитать по формуле:

(5)

Где M1 – масса вещества, оставшегося в растворителе 1 после однократного извлечения его растворителем 2;

M0 – масса распределяемого вещества в растворителе 1;

V1 и V2 – объемы 1 и 2 растворителей;

К – коэффициент распределения.

При многократном извлечении уравнение принимает вид:

(6)

Где N – число извлечений порциями v2.

Пример 2. В 1 литре водного раствора содержится 0,15 г I2. Какова будет степень извлечения йода из данного раствора четыреххлористым углеродом объемом 40 см3 , если К = 0,0117?

А) при однократной экстракции всем объемом растворителя;

Б) при четырехкратном извлечении порциями по 10 см3?

Решение:

А) После экстракции в воде осталось йода:

Г

Это составляет

Значит, в ССI4 перешло 100 – 22,6 = 77,4 %