Hukum distribusi dalam metode ekstraksi. Hukum dasar dan karakteristik kuantitatif ekstraksi. Tugas untuk solusi independen

Jika Anda menambahkan komponen ketiga ke dua cairan yang tidak bercampur, yang larut dalam kedua cairan, maka itu akan didistribusikan di antara mereka dalam rasio kuantitatif tertentu. Rasio ini adalah nilai konstan dan disebut koefisien distribusi termodinamika K:

Dalam kesetimbangan, kimia. Potensi cairan ketiga dalam 2 fase akan sama

Potensi kimia tergantung pada aktivitas komponen ke-3 dalam larutan.

3 = 3 + RT dalam 3

(I) 3 + RT ln a (I) 3 = (II) 3 + RT ln a (II) 3

,

di mana - konsentrasi kesetimbangan zat terdistribusi di kedua fase cair pertama dan kedua.

persamaan disebut hukum distribusi Nernst: distribusi masing-masing zat terlarut antara dua fase ditentukan oleh koefisien distribusi, yang nilainya tidak tergantung pada keberadaan zat lain.

koefisien distribusi berubah dengan perubahan konsentrasi. Benda terdistribusi dalam 2 fase cair kesetimbangan.

Konsekuensi penting dari undang-undang ini adalah ekstraksi, yaitu ekstraksi ve-va dari larutan dengan pelarut yang sesuai yang tidak bercampur dengan komponen lain dari larutan. Beberapa zat dapat dipisahkan dengan ekstraksi. Untuk meningkatkan kesempurnaan ekstraksi suatu benda dari lapisan air dengan pelarut organik, maka ekstraksi dilakukan secara berurutan dalam porsi kecil ekstraktan (υ), sedangkan semakin besar jumlah tahapan ekstraksi berturut-turut (n), semakin besar kesempurnaan ekstraksi dengan jumlah ekstraktan yang sama.

di mana V 1 adalah volume larutan yang diekstraksi, V 2 adalah volume ekstraktan; m 0 - massa komponen dalam campuran awal dan setelah ekstraksi pertama ada m 1;

Setelah n ekstraksi, larutan pertama akan mengandung zat

Ketika mengekstraksi dengan satu volume total sama dengan nV 2, massa zat yang akan tetap berada dalam larutan yang diekstraksi menurut Persamaan.



Dari Ur-th dapat disimpulkan bahwa ekstraksi n kali lebih efisien daripada melakukan satu kali ekstraksi dengan total volume ekstraktan yang sama.


19.Diagram fusibilitas sistem 2 komponen.

Diagram peleburan menyatakan ketergantungan suhu leleh campuran pada komposisinya. Kasus khusus dari diagram peleburan adalah diagram kelarutan, yang mewakili ketergantungan kelarutan zat padat dalam cairan pada suhu.

Keadaan sistem dua komponen. ditentukan oleh 3 parameter (suhu, tekanan dan konsentrasi salah satu komponen)

Sistem tanpa pembentukan senyawa kimia

I - lelehan cair (C = 2 - 1 + 1 = 2);

II - lelehan cair dan kristal himpunan A (C =

III - lelehan cair dan kristal

Komponen B (C = 2 - 2 + 1 = 1);

IV - kristal A dan B (C = 2-2 + 1 = 1);

Garis aEb disebut garis likuidus- komposisi cairan yang meleleh, ketika didinginkan hingga suhu tertentu, kristalisasi komponen murni A atau B dimulai dari lelehan.

CED baris demi baris solidus, di bawahnya, cairan tidak bisa ada.

Titik E disebut titik eutektik- itu sesuai dengan lelehan yang secara bersamaan dalam kesetimbangan dengan kristal komponen A dan B. Lelehan ini disebut eutektik, dan campuran kristal yang diendapkan pada T e eutektik ... Eutektik mengkristal pada suhu konstan - sistem bersyarat invarian karena dengan perubahan tekanan, baik titik leleh maupun komposisi eutektik berubah. Selama kristalisasi eutektik, komposisi lelehan cairan berbeda dari komposisi masing-masing fase padat dalam kesetimbangan dengannya.


20(1).Diagram peleburan sistem dengan senyawa yang melebur kongruen dan tidak kongruen.

Jika komponen A dan B dapat berbentuk padat. kimia melebur senyawa AB tanpa dekomposisi, itu. sejalan, kemudian pada diagram fase, kurva liquidus membentuk maxima di titik C, ketika komposisi fase kristal bertepatan dengan komposisi cairan. fase. Di kedua sisi titik C, ada eutektik E dan E 1. Jika komposisi sistem berada di antara komponen murni A dan senyawa kimia AB, maka pada suhu eutektik T E, lelehan komposisi di E berdampingan dengan kristal A dan AB. Jika komposisi sistem terletak di antara kimia. samb. AB dan komponen B, maka pada T E1 lelehan komposisi pada E1 berdampingan dengan kristal AB dan B. diagram keadaan yang dipertimbangkan adalah kombinasi dari 2 diagram keadaan dengan eutektik A - AB dan AB - B.

Proses pendinginan lelehan, ditentukan oleh titik M. Dengan komposisi ini, jumlah komputer independen = 1, karena sistem dapat dibentuk hanya dari satu bahan kimia. samb. AB Pada T C, kristal AB (Ф = 2) dan jumlah langkah diendapkan dari lelehan. Gratis C = 1-2 + 1 = 0, mis. sistem adalah variabel dan mengkristal pada suhu konstan.


Kimia Senyawa, setelah mencapai suhu tertentu, mulai meleleh, terurai menjadi fase kristal dan cair, yang komposisinya tidak sesuai. Jika komponen A dan B membentuk senyawa kimia padat AB, melebur dengan penguraian, itu. tidak selaras, maka AB stabil hanya di bawah T C. Pada percobaan sekecil apa pun, senyawa padat ini terurai dan terbentuk 2 fase: kristal B dan lelehan komposisi pada(titik C). Saat mendinginkan lelehan komposisi M di titik sebuah 0 kristal komponen B akan mulai mengendap Dalam kisaran suhu dari sebuah 0 sebelum b 0 sist. yavl. 2 fase dan varian tunggal: C = 2 - 2 + 1 = 1. Pada intinya b 0 di T C, kristalisasi senyawa AB dimulai dan berlanjut, komposisi yang sesuai dengan di 2(jilid D). Dalam kesetimbangan ada 3 fase: meleleh, kristal AB dan B. C = 2-3 + 1 = 0 - keteguhan T C, komposisi larutan y (t. C) dan komposisi kimia. senyawa pada 2 (titik D).

Agar komposisi lelehan tidak berubah, bersamaan dengan kristalisasi AB, kristal B yang sebelumnya diendapkan harus dilarutkan, menjaga senyawa komponen B konstan dalam lelehan. Nama T.S peritektik (peralihan), T C - suhu peritektik. Pada titik ini, lelehan dan 2 padatan berada dalam kesetimbangan. fase, tetapi berbeda dari eutektik, (di mana 2 fase TV jatuh secara bersamaan) satu TV. fase keluar dan yang lainnya larut. Sebuah bagian horizontal (bb ') diamati pada kurva pendinginan.

Proses pendinginan pada titik b 0 berakhir dengan pembubaran semua kristal B yang diendapkan sebelumnya. Sistem dua fase tetap, terdiri dari lelehan dan kristal AB. Dalam hal ini, setiap suhu sesuai dengan komposisi lelehan (CE) tertentu. Pendinginan lebih lanjut dijelaskan oleh diagram keadaan A-AB dengan eutektik.



21. Analisis Termal Diferensial (DTA)

DTA adalah penentuan hubungan antara titik leleh suatu zat dan sifat-sifatnya Metode ini memungkinkan Anda untuk mempelajari komposisi fase sistem Me, mineral alami, untuk menetapkan batas gelap keberadaan banyak senyawa (garam, polimer) , untuk menentukan kalor transformasi fasa, perpindahan kalor, kapasitas kalor...

Metode ini didasarkan pada perekaman otomatis termogram oleh termokopel diferensial - kurva - , di mana adalah perbedaan suhu antara zat uji dan standar, dipanaskan atau didinginkan dalam kondisi yang sama; T adalah suhu sampel atau waktu pemanasan/pendinginan. Standar adalah zat yang tidak mengalami transformasi fasa dalam rentang suhu yang diselidiki.

Jenis termogram pulau yang diselidiki tergantung pada sifat pulau itu sendiri (komposisi, struktur, konduktivitas termal, kapasitas panas, dispersi, dll.) Dan pada kondisi untuk mengambil termogram (laju pemanasan, sampel, dan standar). , sifat standar, sensitivitas dalam rangkaian termokopel diferensial).

Jika sifat termofisika standar dan pulau yang diselidiki bertepatan dan yang terakhir tidak mengalami transformasi apa pun ketika dipanaskan, maka = 0, dan termogramnya. tampilan garis lurus (1) - garis nol;

Jika zat yang diselidiki berbeda dari standar dalam sifat termofisikanya, maka termogram (2) menyimpang dari garis nol dan dicatat || sumbu absis atau pada sudut itu - dasar.

Jika selama pemanasan pada sampel terjadi pada K.-L. transformasi fase suhu atau kimia. berubah dengan pelepasan atau penyerapan panas, maka ada , sebanding dengan jumlah panas yang diserap / dilepaskan. Perbedaan suhu yang dihasilkan dicatat oleh penyimpangan kurva DTA naik atau turun dari garis dasar (3) - efek termal. Menurut metodologi, deviasi adalah eksotermik, adalah efek endotermik.

Efek eksotermik(dengan pelepasan Q) dapat disebabkan oleh transisi dari keadaan tidak seimbang ke keadaan setimbang, misalnya. transisi dari keadaan amorf ke keadaan kristal.

Efek endotermik(dengan penyerapan Q) dikaitkan dengan transformasi fase (pelelehan, penguapan, sublimasi, transformasi polimorfik) atau proses kimia (oksidasi, dekomposisi, dehidrasi, disosiasi, dll.). Ketika sebagian besar zat dipanaskan, beberapa transformasi diamati, yang dicatat pada kurva DTA pada suhu yang sesuai dengan karakteristik efek termal dari zat tertentu.

Menurut termogram, dimungkinkan untuk memberikan karakteristik kualitatif pada in-woo yang diselidiki, untuk menentukan suhu transformasi fase atau proses kimia, untuk mengukur efek termal dari proses tersebut.

T
ΔТ
A
B

22.Konsep:

Konduktivitas listrik spesifik cairan χ adalah konduktivitas listrik 1 cm 3 larutan yang mengisi ruang antara elektroda datar dengan yang sama, och. area yang luas (dalam cm 2), terletak pada jarak 1 cm.

Tergantung pada sifat listrik dan pertumbuhan, pada konsentrasi larutan, pada T.

Ketika kon-tion lemah. terpilih,

Kuat saat kon-si. memilih, pertama kemudian .

Di T, .

Konduktivitas listrik yang setara λ – ini adalah konduktivitas listrik dari volume (cm 3) larutan yang mengandung 1 g-eq zat terlarut, dan elektroda berada pada jarak 1 cm dari satu sama lain. [cm 2 / g-persamaan * ohm]

di mana - pengenceran, [cm 3 / g-eq]

- konsentrasi setara, [g-eq / l] K

Pada dari syarat-syarat solusi orang-orang pilihan, ;

- = max akan berada di tak terhingga. pengenceran

Rumus empiris Kohlrausch:

= -А√с

Kecepatan gerakan ion (v i, u i adalah kecepatan gerakan A - dan K +, masing-masing) ditentukan oleh gaya yang bekerja pada ion, kucing. sama dengan produk muatan ion dan gradien potensial medan, dan faktor R, yang mencirikan resistansi medium, tergantung pada T, sifat ion dan larutan

z i adalah muatan ion; E / l - kekuatan medan, gradien medan

Tergantung pada: sifat ion, E \ l, konsentrasi, suhu, viskositas medium.

Demikian pula untuk u i

Mutlak. Kecepatan pergerakan . ion digunakan saat membandingkan kecepatan ion jika kuat medan = 1 V / cm

v = ez i / R (sama untuk u)

Mobilitas ion jumlah elektron yang dibawa oleh ion sama dengan hasil kali kecepatan absolut ion dengan bilangan Faraday.

Nomor transfer ion tipe ke-i - rasio jumlah elektr-va q i (tergantung pada z i, conc., kecepatan gerakan dalam medan listrik), ditransfer. jenis ion ini, ke jumlah total elektr-va q, ditransfer. semua jenis ion dalam larutan t i = q i / q.

Kekuatan ion larutan (kekuatan ionik) disebut setengah jumlah produk kon-konsi setiap ion per kuadrat dari jumlah muatannya z (valensi), diambil untuk semua ion larutan.

I = m i z i 2

di mana m i adalah molaritas (ukuran konsentrasi)

Hukum empiris kekuatan ionik:

Rabu koefisien ionik aktivitas +/- yavl. fungsi universal kekuatan ion I p-ra, yaitu dalam larutan dengan kekuatan ion tertentu, semua zat yang berdisosiasi dinamai. koefisien aktivitas yang tidak bergantung pada sifat dan konsentrasi zat tertentu, tetapi bergantung pada jumlah dan valensi ionnya.


23.Faktor-faktor yang mempengaruhi konduktivitas listrik larutan, kecepatan gerak dan mobilitas ion.

1. sifat ion

3. konsentrasi. (beats.e \ konduktivitas pada grafik ae = f (s, mol \ l) - pelangi; eq.e \ konduktivitas = c, g * eq \ l - slide cekung ke 0, ke bawah.

4.suhu (dengan itu e spesifik / konduktivitas dan batas mobilitas meningkat, untuk logam, sebaliknya)

5.viskositas medium


24. Turunan dari persamaan yang menghubungkan konduktivitas listrik ekivalen dengan mobilitas ion.


SAYA. - konduktivitas listrik,

di mana adalah resistivitas listrik

l adalah jarak antara elektroda

- konduktivitas listrik, [ohm -1 cm -1]

II. - konduktivitas listrik setara, [cm 2 / (g-eq ohm)]

di mana c adalah konsentrasi ekivalen, [g-eq / l]

AKU AKU AKU. I = I + + I - - jumlah listrik yang dibawa oleh ion melalui larutan dalam 1 detik

- jumlah kation yang melewati penampang dalam 1 detik

- kekuatan saat ini, karena setiap g-eq ion membawa menurut hukum Faraday

F = 96486 K el-va.

- laju kation,

di mana u adalah mobilitas absolut kation, [cm 2 / detik * in]

Rumus serupa untuk anion (v, v ', c -, n -, I -)

Kita mendapatkan:

IV. - Hukum Ohm

Kami mensubstitusi nilai exp-th K dari (I) dan (II), dan menyamakan ruas kanan persamaan (III) dan (IV), kami memperoleh

Memecahkan persamaan untuk , kita mendapatkan

untuk elektrolit kuat, disosiasi yang dianggap lengkap, rasionya adalah 10 3 s i / s = 1

untuk lemah- 10 3 s i / s =

V Mengingat mobilitas kation dan anion,

kita memperoleh ekspresi yang diberikan untuk berbagai derajat disosiasi elektrolit.
25. Ketentuan utama teori elektrolit kuat

Debye-Huckel.

Ide-ide tersebut dirumuskan dalam bentuk ide adanya atmosfer ionik di sekitar setiap ion dari ion yang bermuatan berlawanan. Kepadatannya maks. dekat pusat, dengan jarak dari itu . Pada jarak tertentu, yang dapat dianggap sebagai batas atm ionik., Jumlah ion dari setiap tanda adalah sama. Teori ini menghubungkan larutan elektrolit sv-va termodinamika dengan parameter atmosfer ionik. - ukuran dan kepadatannya.

1. Elektrolit dalam larutan benar-benar terdisosiasi, dan konsentrasi ion dihitung dari konsentrasi analitis elektrolit.

2. Distribusi ion di atmosfer ionik mengikuti aturan klasik. statis, dan atmosfer ionik itu sendiri dianggap sebagai media kontinu.

3. Dari semua jenis interaksi, hanya interaksi elektrostatik ion yang diperhitungkan. Pelarut diberi peran sebagai media dengan konstanta dielektrik tertentu.

4. Konstanta dielektrik larutan dianggap sama dengan konstanta dielektrik pelarut murni.

5. Dari semua sifat ion, hanya muatan yang diperhitungkan.


26.Apa itu atmosfer ionik, relaksasi, dan inhibisi elektroforesis?

Atmosfer ionik

Jika Anda secara mental mengisolasi satu ion pusat dalam larutan encer elektrolit kuat, maka ion dengan tanda yang berlawanan akan lebih sering diamati di dekatnya daripada ion dengan muatan yang sama. Distribusi statistik ion seperti itu terbentuk di bawah pengaruh 2 faktor: 1) gaya tarik dan tolak elektrostatik; 2) gerakan termal ion. Akibatnya, distribusi statistik menengah tertentu dari ion terbentuk di sekitar ion pusat - atmosfer ionik.

penghambatan elektroforesis. Ketika medan listrik diterapkan pada larutan, ion pusat dan atmosfer ioniknya, yang memiliki muatan berlawanan, bergerak ke arah yang berlawanan. Karena ion terhidrasi, pergerakan ion, pergerakan ion pusat terjadi dalam medium yang bergerak ke arahnya. Oleh karena itu, ion yang bergerak berada di bawah pengaruh gaya perlambatan tambahan, yang menyebabkan penurunan kecepatannya.

Pengereman relaksasi . Atmosfer ionik memiliki simetri sentral. Ketika ion bergerak dalam medan listrik, simetri rusak, yang dikaitkan dengan penghancuran atmosfer di satu posisi ion dan pembentukannya di posisi baru yang lain. Proses ini terjadi pada kecepatan yang terbatas dari waktu ke waktu - waktu relaksasi. Akibatnya, atmosfer ionik kehilangan simetri sentralnya, dan di belakang ion yang bergerak akan selalu ada kelebihan muatan tertentu dengan tanda yang berlawanan. Gaya tarik listrik yang timbul dalam hal ini akan memperlambat pergerakan ion.

Kekuatan relaksasi dan elektroforesis. pengereman

ditentukan oleh kekuatan ionik larutan, sifat pelarut dan suhu.

dengan konsentrasi larutan dengan keteguhan kondisi lain


27. Apa efek dari Wien? Apa itu dispersi konduktivitas listrik?

efek anggur

Dalam medan listrik konstan dengan intensitas yang cukup tinggi (10 4 -10 5 V / cm)

Ion bergerak sangat cepat sehingga atmosfer ionik tidak punya waktu untuk terbentuk, akibatnya praktis tidak ada efek perlambatan, dan cenderung .

Pada elektrolit lemah, efek Wien juga disebabkan oleh pergeseran kesetimbangan disosiatif dalam medan listrik kuat ke arah pembentukan ion.

Dispersi konduktivitas listrik (efek frekuensi) . Dengan peningkatan frekuensi arus bolak-balik di atas nilai tertentu, peningkatan konduktivitas listrik diamati, karena pada frekuensi yang cukup tinggi, perpindahan timbal balik ion dan atmosfer ionik sangat kecil sehingga atmosfer ionik praktis simetris.

Frekuensi arus bolak-balik di mana peningkatan konduktivitas listrik dapat diharapkan adalah kebalikan dari waktu relaksasi

Akibatnya, efek penghambatan relaksasi harus hilang.

(Efek Wien terjadi ketika atmosfer ionik benar-benar hancur, dan, akibatnya, kedua efek penghambatan. Efek frekuensi hanya dijelaskan oleh hilangnya atmosfer ionik. Pengalaman menunjukkan bahwa efek terakhir sekitar 3 kali lebih lemah daripada efek Wien , yaitu efek elektroforesis 2 kali lebih kuat dari efek relaksasi)


28. Aktivitas dan koefisien aktivitas elektrolit. Metode untuk penentuan dan perhitungannya.

Aktivitas terkait dengan potensial kimia komponen larutan dengan persamaan:

Indeks NS menunjukkan bahwa aktivitas mengacu pada larutan di mana konsentrasi suatu zat dinyatakan dalam fraksi molar. Aktivitas juga kadang-kadang disebut sebagai konsentrasi efektif atau efektif.

Koefisien aktivitas- ukuran penyimpangan sifat-sifat larutan dari sv-dalam larutan ideal dengan konsentrasi yang sama.

, di mana adalah koefisien molar. aktivitas,

Dimungkinkan untuk membandingkan aktivitas komponen dengan konsentrasi yang dinyatakan dalam satuan lain:

konsentrasi volume molar (s)

, di mana f adalah koefisien aktivitas molar

molalitas (m)

di mana 'adalah koefisien aktivitas praktis

Dalam kasus umum, sifat berbagai ion dalam larutan tidak sama, dan dimungkinkan untuk memperkenalkan dan mempertimbangkan fungsi termodinamika untuk ion dari berbagai jenis:

1. Pertimbangkan larutan 2 komponen yang terdiri dari pelarut dan garam yang terdisosiasi sesuai dengan persamaan:

2. Kimia. potensi: -

(2 persamaan K + dan A -)

3. Mari kita membuat asumsi:

Diambil 1000 g pelarut, n 1 = 1000 / M 1, n 2 = m - molalitas

Elektrolit disosiasi. sepenuhnya:

T, P = const, menurut ur-th Gibbs-Duhem (perubahan potensial kimia komputer larutan ketika mengubah komposisi larutan):

- kurangi yang ke-2 dari yang ke-1:

Mari kita perkenalkan aktivitas ion rata-rata , di mana ;

Standar. negara untuk 2 dipilih sehingga const = 1, kita mendapatkan:

Secara eksperimental dapatkan 2 dan tentukan a ± dengan ur-th;

Memperkenalkan Rabu dan dia. kopi. aktivitasg ± dan kotoran. dan dia. molalitasm ±:

;

- bisa diekspresikan tingkat aset praktis

· Penentuan aktivitas zat yang mudah menguap dengan tekanan parsial uapnya.

Dari persamaan: p 1 = p * 1 a 1, p 2 = p * 2 a 2, ( di mana hal 1 - tekanan parsial uap pelarut di atas larutan, hal * 1 - tekanan uap di atas pelarut cair; hal 2, hal * 2 - masing-masing untuk zat terlarut) kita peroleh

(indeks 1 menunjukkan jumlah status standar yang dipilih)

Untuk menentukan γ zat terlarut padat, pilih keadaan standar kedua

(pada- nilai tambahan yang dihitung, K2 - konstanta Henry)

Kita mendapatkan:

(di mana y = y 0 pada x 2 → 0 temukan secara grafis).

· Penentuan aktivitas zat terlarut oleh tekanan uap pelarut.

Dari persamaan Gibbs-Duhem:

Integrasi memberikan:
,

di mana a '1 dan a' 2 - aktivitas pelarut dan zat terlarut dalam komposisi larutan x "2, mereka harus diketahui.

Anda juga dapat mengintegrasikan persamaan Gibbs-Duhem, yang dinyatakan dalam γ :

Aktivitas sebuah 1 ditentukan oleh tekanan uap di atas larutan dengan komposisi yang berbeda. Integral dihitung secara grafis.

· Penentuan aktivitas zat terlarut dengan koefisien. distribusi.

(di mana K adalah koefisien distribusi, 1 2, 2 2 - koefisien aktivitas zat terlarut dalam pelarut pertama dan kedua, x 1 1, x 2 2- konsentrasi zat terlarut dalam pelarut pertama dan kedua).

A dan γ juga dapat dihitung dengan menurunkan titik beku, dengan meningkatkan titik didih, dengan tekanan osmotik, dan dengan sifat-sifat larutan lainnya.


29. Pengukuran konduktometri konstanta disosiasi, derajat disosiasi, titik ekivalen selama titrasi.

A
B
v
R x
R M
G
Konduktometri - pengukuran konduktivitas listrik elektrolit. Untuk mengukur hambatan elektrolit digunakan Jembatan batu gandum:

2 - alternator (konstanta menyebabkan larutan elektrolisis)

R x - sel pengukur;

R M - kotak resistansi (dikenal)

v - posisi kontak bergerak (dipilih sehingga instrumen nol 1 tidak menunjukkan arus atau menunjukkan min, lalu

R x = R M (R 1 / R 2) = R M ( av/vb)

Konduktivitas listrik sebenarnya dari larutan ditentukan oleh konsentrasi larutan, sifat komponen dan suhu. Konduktivitas listrik sebenarnya dari larutan c sebanding dengan nilai yang diukur secara eksperimental c ': c = kc', di mana k adalah konstanta bejana - karakteristik sel - tergantung pada luas elektroda, jarak di antara mereka, bentuk bejana, volume larutan yang menghantarkan arus, temukan secara eksperimental dari larutan standar, paling sering KCl.

Data eksperimen digunakan untuk menghitung nilai spesifik :

dan konduktivitas listrik setara :

Untuk perhitungan derajat disosiasi elektrolit lemah persamaan yang digunakan:

, di mana = l k + l A- ditentukan oleh mobilitas ion

Konstanta disosiasi elektrolit biner

Pada titrasi konduktometri kurva ketergantungan konduktivitas listrik dari larutan yang dititrasi pada jumlah titer yang ditambahkan diplot. agen. Titik ekivalen ditentukan oleh kekusutan kurva ketergantungan ini. Perubahan tajam dalam konduktivitas listrik terjadi ketika, selama titrasi, senyawa yang terdisosiasi dengan buruk atau kurang larut terbentuk (atau menghilang).

Titrasi asam basa:

Perubahan konduktivitas listrik ke titik ekivalen akan ditentukan oleh aksi 2 kecenderungan yang saling berlawanan:

Setelah titik ekivalen, konduktivitas listrik yang tajam dimulai (cabang SM), karena dalam larutan, konsentrasi ion Na + dan OH - akan meningkat, mobilitas kucing. adalah 199 S × cm 2 / (mol × eq)



Contoh 1. 0,1 mol alkohol didistribusikan antara 300 ml air dan 500 ml CCl4. Tentukan konsentrasi alkohol (mol/L) dalam larutan kesetimbangan. Koefisien partisi etil alkohol antara karbon tetraklorida dan air adalah 0,0244.

Larutan: Menurut hukum distribusi:

di mana 1 adalah konsentrasi zat terlarut dalam pelarut pertama (CCl 4);

C 2 - konsentrasi zat terlarut dalam pelarut kedua (H 2 O).

K - koefisien distribusi

Jumlah mol alkohol yang telah diubah menjadi karbon tetraklorida dilambangkan dengan X, maka:

Jumlah alkohol yang tersisa, sama dengan (0,1 - X) mol, akan masuk ke dalam air, oleh karena itu:

Substitusikan C 1 dan C 2 ke dalam persamaan, kita peroleh

Dimana X = 0,0039 mol

mol / L mol / L

Contoh 2. 0,3 g kristal yodium dilarutkan dalam 1 liter air. Hitung jumlah tahap efektif ekstraksi larutan ini dengan karbon disulfida, jika karbon disulfida diambil dalam porsi 100 ml. Konsentrasi akhir yodium dalam air adalah 1 × 10-6 g / l? Koefisien distribusi yodium antara air dan karbon disulfida adalah 0,0017.

Larutan:

Rumus untuk menghitung proses ekstraksi:

di mana g 0 - jumlah awal zat yang menjalani ekstraksi;

V 0 - volume larutan tempat zat yang dapat diekstraksi berada;

V e - volume pelarut (ekstraktan) yang dikonsumsi untuk satu ekstraksi;

n adalah jumlah total tahap ekstraksi; K adalah koefisien distribusi.

lg g n = lg g 0 + n lg KV 0, dari mana

91 - 100. Campurkan 1 mol alkohol dengan volume V dari 1 ml karbon tetraklorida dan volume V dari 2 ml air. Tentukan konsentrasi larutan etil alkohol dalam karbon tetraklorida dan air. Koefisien partisi etil alkohol antara karbon tetraklorida dan air adalah 0,0244.

101 - 110. Hal ini diperlukan untuk mengekstrak sejumlah % (wt.) Asam dari 1 ml larutan asam dalam eter. Berapa banyak air yang dibutuhkan untuk ini sebagai ekstraktan dengan jumlah tahap ekstraksi sama dengan n, jika koefisien distribusi asam antara air dan eter adalah K?

111 - 120. Hitung berapa banyak HgBr 2 yang dapat diekstraksi dari volume V 1 ml dengan konsentrasi C m mol / L larutan berair menggunakan volume V 2 ml benzena dengan ekstraksi n kali lipat. Koefisien partisi HgBr 2 antara air dan benzena adalah 0,893.



Topik 2.

Solusi adalah sistem fisik dan kimia.

Sifat koligatif larutan.

Kelarutan

Contoh 1. Penentuan massa gas dalam larutan dengan kelarutannya.

Berapa banyak hidrogen klorida HCI yang akan larut dalam 100 liter air pada 40 ° C dan tekanan 98625 Pa, jika kelarutan HCI pada suhu dan tekanan ini 1,0133 × 10 5 Pa adalah 386 m 3 per 1 m 3 air?

Larutan.

Kelarutan (atau koefisien kelarutan) dinyatakan dengan massa zat (g) yang dapat dilarutkan dalam 100 g pelarut pada suhu tertentu.

Tentukan volume HCI yang terkandung dalam 100 liter air pada 40 ° C dan tekanan 1,0133 × 10 5 Pa:

1000 l H 2 O - 386 m 3

100 l H 2 O - NS m 3 NS= m 3

Kami menghitung massa HCI menurut persamaan Mendeleev-Cliperon;

M(HCI) = 36,46 g / mol. Kemudian:

m == 53,4kg.

Contoh 2... Penentuan komposisi campuran gas dengan kelarutan gas.

Campuran gas yang mengandung 21% O2 dan 79% N2 dilewatkan melalui air pada 0 ° C dan tekanan 1,0133 × 10 5 Pa. Hitung fraksi volume campuran gas yang dilarutkan dalam air jika kelarutan oksigen dan nitrogen dalam air pada suhu dan tekanan ini berturut-turut adalah 0,048 dan 0,0236 m3 per 1 m3 air.

Larutan.

Menurut hukum Henry, kelarutan ( R) gas dalam air sebanding dengan tekanan parsialnya dalam campuran. Mari kita tentukan tekanan parsial gas dalam campuran:

p 2 = 1,0133 × 10 5 × 0,21 = 0,2128 × 10 5 Pa;

P= 1,0133 × 10 5 × 0,79 = 0,8005 × 10 5 Pa.

Dengan mempertimbangkan tekanan parsial, kami menentukan kelarutan gas:

R= = 0,0104 m3;

R= = 0,0189 m3.

Volume total nitrogen dan oksigen; 0,0104 + 0,0189 = 0,0293 m 3. Maka fraksi volume gas dan campuran akan menjadi (%):



= 0,0104 × 100 / 0,0293 = 35,49; = 100,00 - 35,49 = 64,51.

Tugas untuk solusi independen

121 - 130. Campuran gas yang terdiri dari O 2, N 2 dan Cl 2 dilarutkan dalam air pada 20 ° C dan tekanan total 2,5 × 10 5 Pa. Fraksi volume gas-gas ini dalam campuran berturut-turut adalah (О 2), (N 2) dan (Cl 2)%. Kelarutan gas dalam 1 m 3 air (m 3): PO 2 = 0,031; PH 2 = 0,016; PCl2 = 2.299. Tentukan fraksi volume gas dalam campuran gas yang dilarutkan dalam air.

pilihan Nomor tugas
(О 2)%
(N 2)%
(Cl 2)%

131 - 140. Dalam volume tertentu V 1 l air, volume V 2 l zat A dilarutkan pada suhu t dan tekanan P Pa. Tentukan fraksi massa zat A dalam larutan yang dihasilkan.

Sifat fisikokimia

Jika Anda mengambil dua cairan yang tidak bercampur dan menambahkan komponen ketiga, maka itu akan larut ke berbagai tingkat di kedua pelarut. Ketika kesetimbangan tercapai, rasio konsentrasi larutan yang dihasilkan akan konstan pada suhu tertentu

= K, ini adalah ekspresi dari hukum distribusi Nernst, dimana

Konsentrasi komponen ketiga pada tahap I dan II;

K adalah koefisien distribusi.

Jika zat terlarut berdisosiasi atau bergabung dalam salah satu pelarut, maka persamaan Nernst memiliki bentuk:

Mencari Tidur Kami mengambil logaritma dari persamaan dan mendapatkan persamaan garis lurus

Membuat garis lurus dalam koordinat , kita menemukan “ NS»Sebagai garis singgung sudut kemiringan garis lurus (pada dua titik yang terletak pada garis lurus) tga =

InK dapat ditemukan dari persamaan dengan mengganti nilai titik mana pun pada garis ke dalamnya.

Hukum ini adalah jantung dari proses ekstraksi. Ekstraksi adalah ekstraksi komponen dari satu fase ke fase lainnya. Ekstraksi terjadi fase padat- ekstraksi zat dari fase padat ke fase cair (misalnya, menyeduh teh, kopi, menyiapkan tincture, ekstrak herbal, dll.) dan fase cair- ekstraksi zat terlarut dari larutan cair ekstraktan... Larutan zat yang diekstraksi dalam ekstraktan disebut ekstrak, dan larutan awal setelah mengekstraksi zat darinya disebut rafinat.

Untuk menghitung efisiensi ekstraksi fase cair, gunakan persamaan

(3.31)

Di mana NS- proporsi zat yang tidak diperoleh kembali dalam rafinat;

V- volume larutan awal;

volume ekstraktan;

KE- koefisien distribusi

NS- jumlah ekstraksi.

Seperti dapat dilihat dari persamaan, semakin banyak ekstraksi, semakin sedikit zat yang tersisa dalam rafinat, yaitu, tidak diperoleh kembali, semakin banyak zat yang diekstraksi oleh ekstraktan. Efisiensi ekstraksi sangat ditentukan oleh nilai koefisien distribusi: semakin besar koefisien yang mendukung ekstraktan, semakin efisien ekstraksi.

Kuliah 10. Distribusi materi
antara dua fase. Ekstraksi.
.
2. Ekstraksi, jenis-jenisnya. persamaan ekstraksi.
Prinsip mendapatkan tincture, decoctions.
Dosen : Cand. ped. Sci., Associate Professor Grigorieva Marina
Victorovna

1. Hukum distribusi Nernst

Jika ada zat yang larut dalam dua
cairan yang tidak dapat bercampur, maka ketika
larut dalam campuran dua cairan tersebut
itu didistribusikan di antara mereka menurut
Hukum distribusi Nernst:
Rasio konsentrasi ketiga
komponen antara dua
cairan yang tidak dapat bercampur pada
suhu konstan adalah
konstanta K = C1 / C2, di mana C1 adalah konsentrasi komponen dalam larutan 1
cair, C2 adalah konsentrasi komponen dalam
larutan 2 cairan, K - koefisien
distribusi.

1. Hukum distribusi Nernst

Misalnya, jika Anda mengocok yodium dengan air
dan karbon tetraklorida, bagian darinya
larut dalam air, dan bagian dalam
tetraklorometana CCl4. Akhirnya
dipasang di sistem
keseimbangan dinamis.

1. Hukum distribusi Nernst

Terlepas dari,
berapa banyak
yodium digunakan dalam
percobaan,
terakhir
sikap
konsentrasi
ternyata
permanen.

1. Hukum distribusi Nernst

Hukum distribusi dipenuhi hanya untuk
syarat-syarat tertentu, yaitu:
1) pada suhu konstan;
2) dengan pengenceran yang cukup dari keduanya
solusi;
3) asalkan zat terlarutnya tidak
bereaksi, tidak berasosiasi dan tidak
terdisosiasi dalam kedua pelarut.
Hukum distribusi mendasari pentingnya
dan sangat umum di
laboratorium dan praktik industri
proses yang disebut ekstraksi.

2. Ekstraksi

Ekstraksi adalah ekstraksi
dari solusi satu atau lebih
zat terlarut dengan bantuan orang lain
pelarut (ekstraktan), bukan
bercampur dengan yang pertama.
Untuk melakukan ekstraksi, perlu
sehingga zat yang dapat diekstraksi lebih baik
dilarutkan dalam pelarut kedua daripada dalam
pertama. Tujuan ekstraksi adalah
peningkatan konsentrasi apapun
zat atau pelepasan yang diinginkan
pelarut dari pengotor yang ada di dalamnya,
atau penggantian pelarut.

2. Ekstraksi

Ekstraksi dapat berupa:
tunggal, ketika ekstraktan
ditambahkan dalam sekali jalan,
fraksional - penambahan ekstraktan
dilakukan dalam porsi beberapa
resepsi.
Ekstraksi banyak digunakan di
apotek untuk mengekstrak dari
bahan baku nabati minyak atsiri,
alkaloid dan fisiologis lainnya
zat aktif.

2. Ekstraksi

Laboratorium ekstraksi sering
menggunakan corong pisah,
misalnya, ketika mengekstraksi dengan eter. Untuk
larutan berair ini dengan komponen
bergabung dengan eter dalam fisi
corong. Solusinya dikocok dan setelahnya
lapisan pengendapan dipisahkan. Eter
diuapkan untuk menghasilkan produk murni.

2. Ekstraksi

Garis pemisah
corong

2. Ekstraksi

Di bawah kimia dan
produksi farmasi
peralatan yang banyak digunakan
ekstraktor, tindakan yang
berdasarkan prinsip yang berbeda
pencampuran cairan dan mereka
fragmentasi. Digunakan
si kecil, bergetar,
sentrifugal dan jenis lainnya
ekstraktor.

2. Ekstraksi

Turunan dari persamaan ekstraksi:
Biarkan dalam larutan, yang volumenya adalah V0 ml,
adalah m0 yang dapat diekstraksi
zat. Untuk solusi ini ditambahkan
V ml pelarut lain, yang dengan
itu tidak bercampur. Mari kita berpura-pura itu
setelah ekstraksi pertama di yang pertama
pelarut tersisa t1 g
zat yang dapat diekstraksi, maka
konsentrasi di dalamnya adalah C1 = m1 / V0, dan
konsentrasi dalam pelarut kedua
C2 = (m0 - m1) / V.

2. Ekstraksi

Dengan menggunakan hukum distribusi, Anda dapat
menulis:
m1
V0
C1
m1V
KE
2 m0 m1 V0 (m0 m1)
V
KV0
m1 m0
V KV0

2. Ekstraksi

Jika pelarut pertama dengan sisa
perlakukan kembali dengan zat yang sama
volume V dari pelarut kedua, maka,
mengulangi perhitungan sebelumnya, kita mendapatkan:
KV0
m2 m1
V KV0

2. Ekstraksi

Mengganti t1 di yang terakhir
persamaan, kita menemukan:
Jika Anda ulangi
ekstraksi dengan yang sama
volume detik
pelarut n kali, maka
jumlah yang tersisa
dalam pelarut pertama
zat akan
KV0
m2 m0
V KV0
2
KV0
mn m0
V KV0
n

2. Ekstraksi

Perhitungan menggunakan diterima
persamaan menunjukkan bahwa ekstraksi
akan lebih lengkap jika kita membagi
seluruh volume pelarut per porsi,
daripada mengekstrak sekaligus
volume pelarut.

2. Ekstraksi

Metode ekstraksi sangat tersebar luas
digunakan dalam analisis tanaman
bahan baku obat, serta untuk memperoleh
infus, decoctions, tincture, ekstrak
zat obat. Dalam hal ini, di bawah
ekstrak berarti bentuk sediaan,
diperoleh dengan metode ekstraksi sesuai
dengan persyaratan tertentu.
Menurut Farmakope Negara edisi XI
infus dan decoctions adalah obat cair
bentuk yang mewakili ekstrak air
dari bahan tanaman obat, serta
larutan berair dari ekstrak kering atau cair
(konsentrat).

2. Ekstraksi

Ekstrak - ekstrak pekat
dari bahan tanaman obat.
Tincture - alkohol berwarna atau
ekstrak hidroalkohol dari
bahan tanaman obat,
diperoleh dengan ekstraksi tanpa pemanasan.
Saat menerima infus dan rebusan, lakukan
ekstraksi bahan obat dari
hancurkan bahan baku obat dengan air,
saat menerima ekstrak - air, etanol, dan
ekstraktan lainnya.

2. Ekstraksi

Untuk persiapan infus dan decoctions, ekstraksi
dilakukan sebagai berikut. Untuk diparut
bahan baku tanaman obat ditambahkan
volume air yang dibutuhkan pada suhu kamar,
campuran disimpan dalam penangas air mendidih pada
pengadukan (infus -15 menit, decoctions - 30 menit),
didinginkan pada suhu kamar (infus - 45
min, rebusan - 10 menit), saring dan dapatkan
filtrat, yang diencerkan jika perlu
air.
Kandungan zat aktif secara farmakologis dalam
infus dan decoctions yang diperoleh menentukan
berbagai metode analisis, re
direkomendasikan dalam farmakope yang relevan
artikel.

Saat mencampur dua cairan, mereka dapat:

Sangat larut, mis. larut satu sama lain dalam rasio apa pun;

Praktis tidak larut;

Kelarutan terbatas.

Kelarutan timbal balik tergantung pada struktur kimia cairan, yang pada gilirannya dibagi menjadi polar dan non-polar.

Bahkan para alkemis memperhatikan bahwa "suka larut dalam suka", yaitu. cairan polar melarutkan cairan polar dengan baik, dan cairan non-polar melarutkan cairan non-polar.

Untuk alasan ini, air, pelarut polar, melarutkan cairan polar dengan baik (asam asetat, etanol) dan tidak melarutkan cairan non-polar sama sekali (benzena, heksana, minyak tanah, bensin, minyak sayur, dll.).

Jika cairan berbeda polaritasnya secara tidak signifikan, maka mereka larut sampai batas tertentu satu sama lain, membentuk sistem dua lapisan, misalnya, air - anilin.

Jika zat ketiga yang mampu larut dalam masing-masingnya dimasukkan ke dalam sistem yang terdiri dari dua cairan yang praktis tidak larut, maka zat terlarut akan didistribusikan di antara kedua cairan secara proporsional dengan kelarutannya di masing-masing cairan.

Oleh karena itu berikut hukum distribusi, Dimana rasio konsentrasi zat yang didistribusikan antara dua cairan yang tidak bercampur pada suhu konstan tetap konstan, terlepas dari jumlah total zat terlarut.

DENGAN 1 /DENGAN 2 = k,

di mana DENGAN 1 dan DENGAN 2 - konsentrasi zat terlarut dalam pelarut ke-1 dan ke-2;

k- koefisien distribusi.

Hukum distribusi banyak digunakan dalam proses ekstraksimengekstraksi suatu zat dari suatu larutan dengan pelarut lain yang tidak dapat bercampur dengan pelarut pertama... Hukum distribusi memungkinkan untuk menghitung jumlah zat yang diekstraksi dan yang tersisa dalam larutan setelah ekstraksi tunggal atau ganda dengan pelarut volume tertentu pada suhu tertentu:

di mana M 1 - massa zat yang tersisa dalam pelarut 1 setelah ekstraksi tunggal dengan pelarut 2;

M o - jumlah awal zat dalam pelarut 1.

V 1 dan V 2 - volume pelarut 1 dan 2;

Ketika diambil beberapa kali, Persamaan 1 menjadi:

di mana n- jumlah ekstraksi.

Ekstraksi tidak pernah berhasil menghilangkan zat sepenuhnya. Tetapi kesempurnaan ekstraksi akan lebih besar jika larutan diperlakukan berulang kali dengan pelarut dalam porsi kecil, pemisahan setiap kali ekstrak diperoleh, dibandingkan dengan pengolahan tunggal larutan dengan pelarut porsi besar.

Ekstraksi digunakan di banyak bidang penelitian teknologi dan laboratorium. Ekstraksi didasarkan pada ekstraksi gula dari bit, minyak dari biji, banyak zat dalam pengolahan makanan (lewat sayuran), memperoleh obat-obatan. Jadi, penisilin dan sejumlah antibiotik lain tidak dapat dipekatkan dengan penguapan, karena mereka dihancurkan oleh pemanasan. Untuk mendapatkan larutan antibiotik pekat, ekstraksi dilakukan dengan butil atau etil asetat.

Memuat ...Memuat ...