Определение коэффициента распределения уксусной кислоты между водой и бензолом

ЦЕЛЬ РАБОТЫ:

§ Научиться проводить процесс экстрагирования, рассчитывать коэффициент распределения, применять закон распределения для оценки состояния молекул третьего вещества в двух несмешивающихся растворителях.

НЕОБХОДИМЫЕ РЕАКТИВЫ И ОБОРУДОВАНИЕ:

Бензол, растворы уксусной кислоты, гидроксида натрия, фенолфталеина, три склянки с притертыми пробками, бюретка, колбы для титрования, пипетки.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ:

Готовят по 25 мл 2М,1М,0,5М растворов уксусной кислоты. В три склянки с притертыми пробками наливают по 20 мл приготовленных растворов кислоты (по 5 мл оставляют для определения исходной концентрации приготовленных растворов) и добавляют в каждую по 20 мл бензола. Склянки со смесями сильно встряхивают в течение 10-15 минут и оставляют отстаиваться на 30 минут.

Точную концентрацию исходных растворов кислоты определяют титрованием 0,1 М раствором NaOH с фенолфталеином. Для титрования берут по 1 мл рас­твора кислоты, добавляют по 2-3 капли фенолфталеина и проводят два парал­лельных определения.

После экстрагирования определяют концентрацию уксусной кислоты, остав­шейся в водном слое. Для этого отбирают пипеткой по 1 мл из нижнего водного слоя и титруют 0,1М раствором NaOH. При взятии пробы нужно следить, чтобы в пипетку не попал раствор из верхнего бензольного слоя: для этого закрывают пальцем верхнее отверстие пипетки, а среднюю часть пипетки нагревают рукой, помещают пипетку в нижний слой и производят отбор раствора. Титрование каждого раствора также проводят не менее 2 раз и для расчета берут средние значения.

Данные записывают в таблицу.

Пример расчета:

Пусть на титрование 1 мл исходного раствора кислоты пошло V₁ мл 0,1М раствора NaOH, а 1 мл равновесного раствора - V₂ мл. Так как объемы водного и бензольного слоев равны, то 1 мл бензольного раствора содержит количество кислоты, эквивалентное (V₁-V₂) мл щелочи.

Равновесная концентрация водного раствора уксусной кислоты будет равна: C₁= V₂*0,l/1 (моль/дм^З),

Равновесная концентрация бензольного раствора кислоты:

С = (V₁-V₂)0,l/1 (моль/дм^З).

Коэффициент распределения рассчитывают по формулам, учитывающим со­стояние молекул третьего компонента в двух жидких фазах:

а) К = С₁/С₂;

б) К = С₁/ √ С₂;

в) К=С1²/С₂.

Коэффициент распределения обычно записывается как отношение концен­трации третьего компонента в том растворителе, в котором он более растворим, к его концентрации в растворителе, в котором он растворим менее.

а) распределяющееся вещество ни в одной из фаз не диссоциирует и не ассо­циирует;

б) распределяющееся вещество в первой фазе не ассоциирует, во второй фазе ассоциирует, образуя двойные молекулы;

в) распределяющееся вещество диссоциирует в первой фазе на два иона, во второй фазе отсутствуют явления диссоциации и ассоциации;

• Особые условия выполнения работы:

1. Тщательно производить отбор пробы из системы бензол-вода после экст­рагирования, чтобы бензол не попал в водный слой...

2. Смеси, содержащие бензол, сливать в специальные банки в вытяжном шкафу.