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.