Dacă luați două lichide imiscibile și adăugați o a treia componentă, atunci acesta se va dizolva în grade diferite în ambii solvenți. Când este stabilit echilibrul, concentrația soluțiilor rezultate va fi constantă la o temperatură dată

\u003d K, aceasta este o expresie a legii distribuției Nernst, unde

Concentrația celei de-a treia componente în fazele I și II;

K este coeficientul de distribuție.

Dacă substanța dizolvată se asociază sau se asociază cu unul dintre solvenți, atunci ecuația Nernst are forma:

A găsi trage un pui de somn  logaritm ecuația și obțineți ecuația liniei

Construind o linie în coordonate   , găsiți n»Ca tangenta a unghiului de înclinare a liniei (în orice două puncte situate pe linie) tga =

Ink poate fi găsită din ecuație substituind în ea valorile oricărui punct de pe linie.

Această lege stă la baza procesului de extracție. Extracția este extragerea unei componente dintr-o fază în alta. Extragerea se întâmplă faza solidă  - extragerea substanțelor de la solid la lichid (de exemplu, prepararea ceaiului, cafeaua, prepararea tincturilor, extracte din plante etc.) și faza lichidă  - extragerea solutului din soluția lichidă extractant. Soluția substanței extrase din extractant se numește extract, iar soluția inițială după extragerea din ea se numește rafinatului.

Pentru a calcula eficiența extracției în fază lichidă utilizând ecuația

(3.31)

unde x- proporția de material neexcitat din rafinat;

V  - volumul soluției inițiale;

Volumul extractului;

K  - coeficientul de distribuție

n  - numărul de extrageri.

După cum se poate observa din ecuație, cu cât extracția este mai mare, cu atât rămâne mai puțină substanță în rafinat, adică neexcitată, cu atât substanța este extrasă de extractant. Eficiența de extracție este determinată în mare măsură de coeficientul de distribuție: cu cât este mai mare coeficientul în favoarea extractantului, cu atât extracția este mai eficientă.

Extragerea unui metal în faza organică este posibilă numai dacă solubilitatea compușilor acestui metal într-un solvent organic este mai mare decât în \u200b\u200bapă. În sistemele reale, metalul există sub forma unei varietăți de compuși. Trebuie avut în vedere faptul că, în timpul extragerii, se pot forma forme care nu erau prezente în soluția inițială. Prin urmare, în primul rând, este necesar să se stabilească sub ce compus este extras metalul și care este solubilitatea acestuia. Solubilitatea oricărui compus depinde de mulți factori: natura substanței, temperatura și presiunea. De obicei substanțe similare din punct de vedere chimic se dizolvă mai bine între ele decât în \u200b\u200bsubstanțe cu o structură diferită. Mai mult decât atât, asemănarea nu trebuie înțeleasă prea restrâns, deoarece prezența unor grupuri identice sau similare în comportamentul moleculelor este adesea suficientă. Moleculele de solvent intră în interacțiunea energetică cu moleculele dizolvate, în primul rând de tipul electrostatic, deoarece moleculele majorității solvenților au momente dipolice electrice.

Una dintre condițiile pentru extracție este neutralizarea sarcinii. Compușii încărcați nu pot trece într-un solvent organic. Ionii metalici prezenți în soluție trebuie convertiți într-un complex neîncărcat sau într-un ion asociat cu un ion adecvat de sarcină opusă. Mărimea încărcării ionice joacă un rol semnificativ în extracția asociaților ionici. În acest caz, ionii încărcați singuri sunt extrasi cel mai bine în faza organică, iar ionii dubli și, în special, triplu încărcați sunt mai răi. În plus, compusul extractibil trebuie să fie hidrofob și să nu conțină grupări hidrofile, de exemplu hidroxil sau carboxil.

Extracția ca reacție chimică (legi de bază și caracteristici cantitative).

Principalele caracteristici cantitative ale proceselor extracție

extracția ca metodă de separare a fost folosită mult timp în chimia analitică și tehnologia chimică, fundamentele teoretice ale acestei metode au rămas mult timp neexplorate. În special, timp îndelungat, caracteristicile cantitative de bază ale proceselor de extracție au rămas neexplorate, ceea ce a reprezentat un obstacol cert în calea introducerii pe scară largă a extracției în practică. Pentru a calcula cantitatea de substanță extrasă cu solvenți organici, trebuie să cunoașteți coeficientul constant și de distribuție, gradul de extracție etc.

M. Berthelot și U. Jungflash au fost primii cercetători care, în 1872, pe baza datelor experimentale au arătat că raportul dintre concentrațiile de echilibru ale substanței distribuite între cele două faze lichide este constant. Această relație a fost dedusă termodinamic de W. Nernst, care în 1891 a formulat legea distribuției.

Conform legii distribuției, o substanță dizolvată în două lichide imiscibile sau parțial miscibile este distribuită între ele într-un raport constant. Acest raport pentru sistemele ideale depinde doar de temperatură, natura substanței și nu depinde de concentrare. Legea distribuției este valabilă numai dacă substanța distribuită în ambele faze este în aceeași formă.

constant  distribuire substanţe. Valoare constantă care exprimă raportul concentrare  distribuite substanţelocalizate în ambele faze (după debut echilibru) în aceeași formă se numește constant  distribuţie:

P 0 \u003d [A] 0 / [A] B (1)

unde P o - constant  distribuție: [A] o concentrație substanţe  în faza organică solvent, mol/ l; [A] B - concentrare substanţe  în faza apei, mol/ l

valoare constante  distribuția depinde de natura distribuției substanţe, compoziția și proprietățile extractantului folosit, temperaturăla care extracție. aceasta constant  independent de echilibru concentrare  extractibil substanţe  și volume de faze apoase și neapoase.

Coeficientul de distribuție. În calcule constante  distribuire substanţe  conform formulei (1) este necesar să fie sigur că distribuit substanță  în ambele faze este în aceeași formă (în aceeași stare moleculară). Cu toate acestea, în multe sisteme de extracție, condiția de mai sus nu este îndeplinită. Într-una din fazele lichide pot apărea disociere, Asociația, solvatare, hidroliză  distribuite substanţe, formarea complexelor etc. Pentru calculul extracției echilibrelor  în astfel de sisteme nu se ține cont de forma existenței substanţe  în fiecare fază și luați în considerare numai raportul dintre total (analitic) concentrare  distribuite substanţe  în ambele faze.

pe baza  determinarea totalului concentrare  nu poate fi calculat constantși coeficientul de distribuție dat substanţe  în sistemul aplicat solvenți (apă  - organic solvent). Coeficientul de distribuție este raportul dintre analitice totale concentrare substanţe  în faza organică solvent  la totalul analitic concentrare  din aceasta substanţe  în faza apoasă (excluzând forma în care substanță  în fiecare fază):

D \u003d C 0 / C B (2)

unde D este coeficientul de distribuție; Cu aproximativ - analitice totale concentrare substanţe  în faza organică solvent, mol/ l; Cu In - total analitic concentrare substanţe  în faza apei, mol/ l

Gradul de extracție. Gradul de extracție  (procent extracție) este raportul dintre cantitatea extrasă substanţe  la valoarea totală (inițială) a acestei cantități substanţe  în apă soluție:

R \u003d A 100 / N (3)

unde R este gradul extracție substanţe%; A este cantitatea substanţecare a fost extras cu organic solvent; N - suma totală (inițială) substanţe  în apă soluție.

Clasificarea proceselor de extracție.

Sistemele de extracție sunt foarte diverse. Se are în vedere clasificarea compușilor extractibili în funcție de tipul de compus care trece în faza organică. Clasificarea după atributul indicat a fost propusă de Zolotov Yu.A .:

Extracții de substanțe nepolare și polare joase,

Extracția acizilor metalici complexi,

Extracția compușilor intracomplex (VKS).

VKS se formează în timpul interacțiunii cationilor metalici cu organicul

reactivi, dintre care unul dintre grupurile active trebuie să conțină un dispozitiv mobil

atom de hidrogen, înlocuit de complexare cu un metal, al doilea

(al treilea, etc.) poate fi, de asemenea, acid, sau mai des, bazic.

Factorii și parametrii precum aciditatea fazei apoase, concentrația reactivului, constante de distribuție și constante de disociere ale reactivului, constante de stabilitate și constante de distribuție ale complexului, reacții concurente în faza apoasă, prezența sărurilor electrolitice, concentrația elementului, temperatura și solventul influențează extracția HVS.

Convenabil este clasificarea care ține cont de tipul de compus sub forma căruia elementul extras trece în faza organică. Mai mult, toți compușii pot fi împărțiți în două mari categorii - compuși neionizați și asociați ionici. Acești compuși diferă nu numai prin compoziția chimică, ci și prin mecanismul formării și tranziției lor într-un strat de diluant organic. Unele dintre ele există în avans sau sunt formate preponderent într-o soluție apoasă, prin urmare, pentru extragerea lor, de regulă, sunt folosiți diluanți puri. Alții, dimpotrivă, se formează în timpul procesului de extracție în sine datorită interacțiunii reactivului în faza organică cu cationii metalici conținuți în soluția apoasă.

Clasificarea produselor de extracție considerate ne permite să distingem anumite grupuri de extractanți și solvenți care sunt similare în structura electronică și natura interacțiunii electronice în sistemele de extracție. Conform acestei clasificări, extractorii pot fi împărțiți în trei grupe:

1. Hidrocarburi: alifatic saturat (hexan, octan), alifatic nesaturat (pentenă, hexen), aromatic (benzen, toluen).

2. Compuși ale căror molecule conțin un grup funcțional de atomi: alcooli, eteri, esteri, cetone, compuși nitro, hidrocarburi halogenate (cloroform, tetraclorură de carbon, clorobenzen), compuși care conțin sulf (disulfură de carbon, tiofen).

3. Compușii care conțin mai mult de un grup funcțional de atomi: dietilitiocarbamați, 8-hidroxichinolina etc.

Posibilități de utilizare practică a extracției.

Separarea amestecurilor de elemente se realizează în principal folosind substanțe extractive selective. De exemplu, nu este dificil să separe mercurul și bismutul sub formă de dizizonați de zirconiu și aluminiu, deoarece nici zirconiul și nici aluminiul nu reacționează deloc cu dithizona. Un caz mai tipic este acela când elementele care urmează să fie partajate sunt, în principiu, extrase totul, dar nu în același mod. În acest caz, se folosește o altă tehnică de separare, care se bazează pe variația condițiilor de concentrare: pH, concentrația componentelor sistemului, inclusiv extractorul. Separarea se realizează și prin schimbarea stării de oxidare a elementelor. De exemplu, atunci când galiul și fierul sunt separate de amine, efectul este obținut prin reducerea fierului la o stare divalentă nextractabilă. În acest caz, galiul trece în faza organică. Pentru a îmbunătăți separarea în timpul extracției, agenții de mascare sunt adăugați în faza apoasă.

Extracția este utilizată pe scară largă în domeniul chimic, rafinarea uleiului, alimentație, metalurgică, farmaceutică și alte domenii industriale, precum și în chimia analitică și sinteza chimică.

Concluzie.

Aplicațiile de extracție se extind rapid. În prezent, se poate numi chimia analitică, radiocemia, tehnologia nucleară, tehnologia metalelor neferoase și rare. În plus, este necesar de remarcat importanța deosebită a extracției în scopuri pregătitoare și analitice în cercetarea științifică, de exemplu, în studiul proceselor de complexare și starea substanțelor din soluții. Dezvoltarea metodelor de extracție a atins o astfel de etapă încât în \u200b\u200bprezent orice element poate fi extras sau orice pereche de elemente poate fi separată folosind diferite sisteme de extracție sau alegând condițiile de extracție adecvate. Pentru a prezice capacitatea de extracție a diferiților compuși, sunt utilizate realizările termodinamicii, chimiei de coordonare, teoriei soluțiilor și chimiei organice. Prin urmare, studiul sistemelor de extracție contribuie la dezvoltarea chimiei în ansamblu.

literatură

Zolotov Yu.A. Extracție în analiză anorganică. M .: Editura Universității de Stat din Moscova, 1988.282 p.

Zolotov Yu.A. Extracția compușilor intracomplecți. M .: Nauka, 1968.331 s.

www.pereplet.ru/obrazovanie/stsoros/790.html

sarcină

Scrieți ecuațiile proceselor anodice și catodice, precum și ecuațiile totale ale electrolizei soluției și topirea clorurii de sodiu. Ce substanțe se vor forma dacă procesul se realizează cu agitare? Scrieți o ecuație de reacție, faceți un echilibru electron-ion. Cât durează pentru a efectua electroliză cu un curent de 2000 A pentru a obține 5 kg de sodiu, eficiența curentă este de 87%? Câți litri de clor vor fi eliberați? Calculați coeficientul izotonic al unei soluții de 15% clorură de sodiu dacă îngheață la -10,4 ° C și gradul de disociere a acestuia.

  aCl Na + + C -

K (-): Na + + ё \u003d Na 0 - agent oxidant

A (+): 2Cl - - 2ё \u003d Cl2 - agent de reducere

2Na + + 2Cl - \u003d 2Na + Cl2

  aCl Na + + Cl -

K (-): 2H2O + 2ё \u003d H2 +2 OH - - agent oxidant

A (+): 2Cl - - 2ё \u003d Cl2 - agent de reducere

2H2O + 2NaCl \u003d H2 + Cl2 + 2NaOH

Cu agitare: Cl2 + 2NaOH \u003d NaClO + NaCl + H2O

Dacă luați două lichide imiscibile și adăugați o a treia componentă, atunci acesta se va dizolva în grade diferite în ambii solvenți.

„Când este stabilit echilibrul, concentrația soluțiilor obținute este constantă la o temperatură dată”  - Legea distribuției la Nernst (1.13).

unde
- concentrația celei de-a treia componente în fazele I și II; K este coeficientul de distribuție.

Dacă substanța dizolvată se asociază sau se asociază cu unul dintre solvenți, atunci ecuația Nernst are forma:

\u003d K, (1,14)

A găsi trage un pui de somn logaritmul ecuației (1.14) și obțineți ecuația liniei:

Construind o linie în coordonate
, găsiți n»Ca tangenta a unghiului de înclinare a liniei (în orice două puncte situate pe linie) tga =
.

Ink poate fi găsită din ecuație substituind în ea valorile oricărui punct de pe linie.

Legea distribuției lui Nernst stă la baza procesului de extracție. Extracția este extragerea unei componente dintr-o fază în alta. Extragerea se întâmplă faza solidă  - extragerea substanțelor de la solid la lichid (de exemplu, prepararea ceaiului, cafeaua, prepararea tincturilor, extracte de plante și așa mai departe) și faza lichidă  - extragerea solutului din soluția lichidă extractant. Soluția substanței extrase din extractant se numește extract, iar soluția inițială după extragerea din ea se numește rafinatului.

Pentru a calcula eficiența extracției în fază lichidă utilizând ecuația (1.15):

, (1.15)

unde x- proporția de material neexcitat din rafinat;

V  - volumul soluției inițiale;

- volumul extractului;

K  - coeficientul de distribuție

;

n  - numărul de extrageri.

După cum se poate observa din ecuația (1.15), cu cât sunt mai multe extracte, cu atât mai puțin substanță rămâne în rafinat, adică nu este recuperată, cu atât substanța este extrasă de extractant. Eficiența de extracție este determinată în mare măsură de coeficientul de distribuție: cu cât este mai mare coeficientul în favoarea extractantului, cu atât extracția este mai eficientă.

Adesea, cartea de referință oferă coeficientul de distribuție ca raportul dintre concentrațiile din rafinat și extractul, adică reciprocul celui care ar trebui să fie în ecuație (1.14). În acest caz, luați inversul valorii de referință și utilizați în ecuația (1.15) sau folosiți o altă ecuație, unde

1.10 Exemple de rezolvare a problemelor

Sarcina 1

50 g de soluție apoasă FeCh 2   cu o molalitate de 1,97 mol / kg cu o densitate de 1,332 g / cm 3 amestecată cu 150 ml de masă. % soluție FeCh 2   cu o densitate de 1.038 g / cm. Exprimați compoziția soluției rezultate în toate modurile posibile.

având în vedere:

Soluția 1: Soluția 2:

\u003d 50r
\u003d 150 ml

b
\u003d 1,97 mol / kg

\u003d 1.332 g / cm3
  \u003d 1.038 g / cm3

b 3   \u003d? W 3   \u003d? X 3 = ?

soluţie:

Pentru fiecare soluție găsim masa FeCh 2   și H 2 0 .

Soluția 1 : b
  \u003d 1,97 mol / kg, adică 1,97 mol la 1 kg apă FeCh 2 ,

  \u003d l, 97M FeCh 2    \u003d 1,97 ∙ 127,5 \u003d 251 g;
  \u003d 1000 g; m p. pa \u003d 1251 g

1251 g (soluție) - 251g FeCh 2 ;

50 g soluție - x FeCI 2

oraș

Deci, în soluția 1:
  \u003d 10 g;

\u003d 50 - 10 \u003d 40 g.

Soluția 2 : m p. pa \u003d  ∙ V \u003d 1.038 ∙ 50 \u003d 156 g;

\u003d 156-8 \u003d 148 g

Soluția 3 : m p-pa \u003d 50 + 156 \u003d 206 g;
\u003d 10 + 8 \u003d 18g

mH2O \u003d 40 + 148 \u003d 188 g

b

Sarcina 2

La 100 ° C, tetracloretilena are o presiune de vapori saturată de 400 mm Hg, iar bromobenzenul are o presiune de 196 mm Hg. Găsiți compoziția soluției fierbând la 100 ° C la o presiune de 360 \u200b\u200bmm Hg și compoziția saturată abur peste soluție. Luați în considerare soluția ideală.

\u003d 400 mmHg

\u003d 196 mmHg

P total \u003d 360 mm Hg

soluţie:

Fierberea are loc atunci când presiunea externă și presiunea de vapori saturate sunt egale. În consecință, 360 mmHg - aceasta este atât presiunea externă, cât și presiunea totală a aburului saturat de deasupra soluției.

;

Sarcina 3

La 25 ° C, constanta de distribuție a iodului între apă și alcool amilic este 0,00435. Câte grame de iod vor rămâne în trei litri de soluție apoasă (C \u003d 1,3 g / l) după o dublă extracție cu alcool amilic, dacă se consumă 400 ml alcool?

K \u003d 0,00435 \u003d

\u003d 1,3 g / l

\u003d 400/2 \u003d 200 ml \u003d 0,2 L

= ?

soluţie:

Extractorul este alcool amilic. Prin urmare, această constantă de distribuție este inversul necesar în ecuația pentru calcularea eficienței de extracție:

Calculăm constanta de distribuție:

- proporția de iod rămasă în rafinat.

Masa de iod dizolvat în soluția inițială:

m = m 0  x = 3,9 .   0,0037 \u003d 0,014 g - masa de iod rămasă în rafinat

Sarcina 4

Nava închisă de 5,0 L conține gaz H 2 S  la o temperatură de 20 0 C și o presiune de 740 mm. Hg. Art. Câtă apă trebuie adăugată la presiune parțială H 2 S  a scăzut la 500 mm. Hg. Art.? Coeficientul de absorbție H 2 S  (α) este 2,58.

\u003d 5,0 L \u003d 5,0 ∙ 10-3 m 3

T 1 \u003d T 2 \u003d 293 K

P \u003d 740 mmHg \u003d 0,984 ∙ 10 5 Pa

- ?

soluţie:

Reducerea presiunii apare din cauza dizolvării piesei H 2 S  în apă. Calculați suma inițială H 2 S  și rezidual H 2 S  după dizolvarea lui în apă.

Nu neglijăm modificarea volumului de gaz datorită adăugării de apă, adică V 2 \u003d V 1.

Calculați cantitatea de H 2 S dizolvată în apă:

Calculăm V 0 - volumul de H 2 S redus în condiții normale (P \u003d 1.0133 ∙ 10 5 Pa, T \u003d 273,15 K), care este dizolvat în apă:

Sarcina 5

Metanul se topește la o temperatură de 90,5 K; căldura sa de fuziune este de 70,7 J / mol. Determinați solubilitatea metanului în azot lichid la o temperatură de 50 K.

soluţie:

De obicei, cunoaștem metanul ca gaz, dar în acest caz vorbim despre metan solid la o temperatură sub punctul său de topire. Prin urmare, este necesar să se găsească solubilitatea solidului în lichid, care poate fi efectuată conform ecuației Schroeder:

La amestecarea a două lichide, acestea pot fi:

Solubil nelimitat, adică se dizolvă între ele în orice raport;

Practic insolubil;

Solubil limitat.

Solubilitatea reciprocă depinde de structura chimică a lichidelor, care la rândul lor sunt împărțite în polare și nepolare.

Chiar și alchimiștii au remarcat că „precum se dizolvă în like”, adică. lichidele polare dizolvă bine lichidele polare, iar cele nepolare cele nepolare.

Din acest motiv, apa, un solvent polar, dizolvă bine lichidele polare (acid acetic, etanol) și nu dizolvă pe cele nepolare (benzen, hexan, kerosen, benzină, ulei vegetal etc.).

Dacă lichidele diferă ușor de polaritate, atunci acestea se dizolvă într-o măsură limitată unele în altele, formând sisteme cu straturi stratificate, de exemplu, apă - anilină.

Dacă o a treia substanță capabilă să se dizolve în fiecare dintre ele este introdusă într-un sistem format din două lichide practic insolubile, atunci substanța dizolvată va fi distribuită între ambele lichide în proporție de solubilitatea sa în fiecare dintre ele.

Urmează legea distribuțieiconform căruia raportul dintre concentrațiile unei substanțe distribuite între două lichide imiscibile la o temperatură constantă rămâne constant, indiferent de cantitatea totală de solut.

C 1 /C 2 = k,

unde C  1 și C  2 - concentrația de solut în 1 și 2 solvenți;

k  - coeficientul de distribuție.

Legea distribuției este utilizată pe scară largă în procese extracție – extragerea unei substanțe dintr-o soluție cu un alt solvent care nu poate fi miscibil cu primul. Legea distribuției vă permite să calculați cantitatea extrasă și rămasă în soluție după o singură sau extragere multiplă cu un solvent al unui volum dat la o temperatură dată:

unde m  1 - masa substanței rămase în solventul 1 după o singură extracție cu solventul 2;

m  aproximativ - cantitatea inițială de substanță din solvent 1.

V  1 și V  2 - volumul solvenților 1 și 2;

Cu extracția repetată, ecuația 1 ia forma:

unde n  - numărul de extracte.

În timpul extracției, nu este niciodată posibilă extragerea completă a substanței. Dar complexitatea extracției va fi mai mare dacă soluția este tratată în mod repetat în porțiuni mici de solvent, separând extractul de fiecare dată, decât atunci când soluția este tratată o dată cu o porțiune mare de solvent.

Extracția este utilizată în multe domenii ale tehnologiei și cercetării de laborator. Extragerea se bazează pe extragerea zahărului din sfeclă, uleiuri din semințe, multe substanțe în procesarea alimentelor (pasivarea legumelor) și producerea de produse farmaceutice. Deci, penicilina și o serie de alte antibiotice nu pot fi concentrate prin evaporare, deoarece sunt distruse prin încălzire. Pentru a obține soluții concentrate de antibiotice, extracția se realizează cu butil sau acetat de etil.

Exemplul 1  0,1 mol alcool este distribuit între 300 ml apă și 500 ml CCl4. Găsiți concentrația de alcool (mol / L) în soluții de echilibru. Coeficientul de distribuție a alcoolului etilic între tetraclorura de carbon și apă este 0,0244.

soluţie:  Conform legii distribuției:

unde C1 este concentrația substanței dizolvate în primul solvent (CCl4);

C2 este concentrația substanței dizolvate în cel de-al doilea solvent (H2O).

K - coeficient de distribuție

Numărul de moli de alcool transformat în tetraclorură de carbon este notat cu X, apoi:

Cantitatea rămasă de alcool egală cu (0,1 - X) mol va trece în apă, prin urmare:

Înlocuind C 1 și C 2 în ecuația pe care o obținem

Unde X \u003d 0,0039 mol

  mol / l   mol / l

Exemplul 2  0,3 g de iod cristalin se dizolvă în 1 litru de apă. Calculați numărul efectiv de etape de extracție a acestei soluții cu disulfură de carbon, dacă se ia disulfură de carbon în porții de 100 ml. Concentrația finală de iod în apă este 1 × 10-6 g / l? Coeficientul de distribuție a iodului dintre apă și disulfură de carbon este egal cu 0,0017.

soluţie:

Formula de calcul al procesului de extracție:

unde g 0 este cantitatea inițială de substanță care trebuie extrasă;

V 0 este volumul soluției în care se află substanța extrasă;

V e - volumul de solvent (extractant) cheltuit pe o singură extracție;

n este numărul total de etape de extracție; K este coeficientul de distribuție.

  log g n \u003d log g 0 + n log KV 0, de unde

91 - 100. S-a amestecat 1 mol de alcool cu \u200b\u200bun volum de V 1 ml de tetraclorură de carbon și un volum de V2 ml de apă. Determinați concentrația soluțiilor de alcool etilic în tetraclorură de carbon și apă. Coeficientul de distribuție a alcoolului etilic între tetraclorura de carbon și apă este 0,0244.

101 - 110. Este necesar să se extragă o anumită cantitate de% (masă) de acid din V1 ml dintr-o soluție de acid în eter. Câtă apă este necesară pentru acest lucru ca extractor pentru numărul de etape de extracție egală cu n dacă coeficientul de distribuție a acidului între apă și eter este egal cu K?

111 - 120. Calculați cât de mult poate fi extras HgBr 2 dintr-un volum de V 1 ml cu o concentrație de Cm mol / L soluție apoasă folosind un volum de V 2 ml de benzen prin extracție de n. Coeficientul de distribuție a HgBr 2 între apă și benzen este 0,893.

Tema 2.

Soluțiile sunt sisteme fizico-chimice.

Proprietăți coligative ale soluțiilor.

solubilitate

Exemplul 1Determinarea masei de gaz din soluție prin solubilitatea sa.

Câtă clorură de hidrogen HCI se va dizolva în 100 l de apă la 40 ° C și o presiune de 98,625 Pa, dacă solubilitatea HCI la această temperatură și presiune de 1,0133 × 10 5 Pa este 386 m 3 pe 1 m 3 de apă?

Decizie.

Solubilitatea (sau coeficientul de solubilitate) este exprimată prin masa substanței (g), care poate fi dizolvată în 100 g de solvent la o anumită temperatură.

Determinăm volumul de HCI conținut în 100 l de apă la 40 ° C și o presiune de 1.0133 × 10 5 Pa:

1000 L H20 - 386 m 3

100 L H 2 O - x  m 3 x=   m 3

Masa HCI este calculată în funcție de ecuația periodică - Klaiperon;

M  (HCI) \u003d 36,46 g / mol. apoi:

m \u003d=   53,4 kg

Exemplul 2. Determinarea compoziției amestecului de gaze prin solubilitatea gazelor.

Un amestec de gaz conținând 21% O2 și 79% N2 a fost trecut prin apă la 0 ° C și o presiune de 1,0133 × 10 5 Pa. Calculați fracțiile de volum φ ale amestecului de gaz dizolvat în apă dacă solubilitatea oxigenului și a azotului în apă la această temperatură și presiune este egală cu 0,048 și 0,0236 m 3 pe 1 m 3 de apă.

Decizie.

Conform legii lui Henry, solubilitatea ( P) gazul din apă este proporțional cu presiunea parțială a acestuia în amestec. Definiți presiunea parțială a gazelor din amestec:

pO2 \u003d  1.0133 × 10 5 × 0.21 \u003d 0.2128 × 10 5 Pa;

p\u003d 1.0133 × 10 5 × 0.79 \u003d 0.8005 × 10 5 Pa.

Având în vedere presiunea parțială, determinăm solubilitatea gazelor:

P=   \u003d 0,0104 m 3;

P=   \u003d 0,0189 m 3.

Volumul total de azot și oxigen; 0,0104 + 0,0189 \u003d 0,0293 m 3. Atunci fracția volumică de gaze și amestecuri va fi (%):

φ \u003d 0,0104 × 100 / 0,0293 \u003d 35,49; φ \u003d 100,00 - 35,49 \u003d 64,51.

Sarcini pentru o soluție independentă

121 - 130. Un amestec de gaz format din O2, N2 și Cl2 a fost dizolvat în apă la 20 ° C și o presiune totală de 2,5 × 10 5 Pa. Fracțiile volumice ale acestor gaze în amestec sunt respectiv egale cu ω (О 2), ω (N 2) și ω (Cl2)%. Solubilitatea gazelor în 1 m 3 apă (m 3): PO 2 \u003d 0,031; PN2 \u003d 0,016; PCl 2 \u003d 2.299. Determinați fracția de volum a gazelor din amestecul de gaze dizolvate în apă.

parametrii	Numărul sarcinii
ω (O 2)%
ω (N2)%
ω (Cl2)%

131 - 140. Într-un anumit volum V 1 l de apă, volumul V 2 l de substanță A se dizolvă la o temperatură de t ° C și o presiune de P Pa. Determinați fracția de masă a substanței A în soluția rezultată.

Proprietăți fizico-chimice