Dacă adăugați un al treilea component la două lichide nemiscibile, care este solubil în ambele lichide, atunci acesta va fi distribuit între ele într-un anumit raport cantitativ. Acest raport este o cantitate constantă și se numește coeficient de distribuție termodinamic K:
În echilibru, chim. Potențialul celui de-al treilea lichid în 2 faze va fi același
Potențialul chimic depinde de activitatea celui de-al 3-lea component din soluție.
μ 3 = μ º 3 + RT ln a 3
μ º (I) 3 + RT ln a (I) 3 = μ º (II) 3 + RT ln a (II) 3
,
Unde 
- concentrația de echilibru a substanțelor distribuite atât în prima, cât și în a doua fază lichidă.
Ecuația se numește legea distribuției Nernst: distribuția fiecărei substanțe dizolvate între cele două faze este determinată de coeficientul de distribuție, a cărui valoare nu depinde de prezența altor substanțe.
Coef. distribuția se modifică odată cu modificarea conc. Lucru distribuit în 2 faze lichide de echilibru.
O consecință importantă a acestei legi este extragerea, adică extragerea ve-va din soluție cu un solvent adecvat care nu se amestecă cu o altă componentă a soluției. Substanțe multiple pot fi separate prin extracție. Pentru a crește integralitatea extracției unui lucru din stratul apos cu un solvent organic, extracția se efectuează secvențial în porțiuni mici de extractant (υ), în timp ce cu cât este mai mare numărul de etape succesive de extracție (n), mai mare completitudinea extracției cu aceeași cantitate de extractant luată.
unde V 1 este volumul soluției extrase; V 2 este volumul extractantului; m 0 - masa componentului din amestecul inițial și după prima extracție, a rămas m 1;
După n extracții, prima soluție va conține substanțe 
La extragerea cu un volum total egal cu nV 2, masa substanței care va rămâne în soluția extrasă conform ecuației. 
Din Ur-th rezultă că extracția este de n ori mai eficientă decât efectuarea unei extracții cu același volum total de extractant.
19.Diagrama de fuzibilitate a sistemelor cu 2 componente.
Diagrama de fuzibilitate exprimă dependența temperaturilor de topire a amestecurilor de compoziția lor. Un caz special al diagramelor de fuzibilitate sunt diagramele de solubilitate, care reprezintă dependența solubilității solidelor dintr-un lichid de temperatură.
Starea sistemului cu două componente. determinat de 3 parametri (temperatura, presiunea și concentrația unuia dintre componente)
Sisteme fără formarea de compuși chimici
I - topire lichidă (C = 2 - 1 + 1 = 2);
II - topitură lichidă și cristale din mulțimea A (C =
III - topire lichidă și cristale
Componenta B (C = 2-2 + 1 = 1);
IV - cristale A și B (C = 2-2 + 1 = 1);
Linia aEb se numește linie liquidus- compozițiile de lichide topite, când sunt răcite la o temperatură dată, cristalizarea componentului pur A sau B începe din topitură.
CED linie cu linie solidus, sub el, lichidul nu poate exista.
Punctul E se numește punct eutectic- corespunde unei topituri care se află simultan în echilibru cu cristalele componentei A și B. Această topire se numește eutectică, iar amestecul de cristale precipitate la T e eutectic ... Eutecticul cristalizează la temperatură constantă - sistem condiționat este invariant deoarece cu o schimbare a presiunii, atât punctul de topire, cât și compoziția modificării eutectice. În timpul cristalizării eutecticii, compoziția topiturii lichide diferă de compoziția fiecăreia dintre fazele solide în echilibru cu aceasta.
20(1).Diagrame de topire a sistemelor cu compuși de topire congruenți și incongruenți.
Dacă componentele A și B se pot forma solide. chim. compusul de topire AB fără descompunere, acestea. congruent, apoi pe diagrama de fază, curba lichidului formează maxime la punctul C, când compoziția fazei cristaline coincide cu compoziția lichidului. fază. Pe ambele părți ale punctului C, există eutectica E și E 1. Dacă compoziția sistemului este între componenta pură A și compusul chimic AB, atunci la temperatura eutectică T E, topitura compoziției la E coexistă cu cristalele A și AB. Dacă compoziția sistemului se află între chim. conn. AB și componenta B, apoi la T E1 topirea compoziției la E1 coexistă cu cristale AB și B. diagrama de stare considerată este o combinație de 2 diagrame de stare cu eutecticul A - AB și AB - B.
Procesul de răcire a topiturii, specificat la punctul M. Cu această compoziție, numărul de calculatoare independente = 1, din moment ce sistemul poate fi format dintr-o singură substanță chimică. conn. AB. La T C, cristalele AB (Ф = 2) și numărul de etape sunt precipitate din topitură. liber C = 1-2 + 1 = 0, adică sistemul este variabil și cristalizează la o temperatură constantă.
Chem. Compușii, la atingerea unei anumite temperaturi, încep să se topească, descompunându-se în faze cristaline și lichide, ale căror compoziții nu coincid. Dacă componentele A și B formează un compus chimic solid AB, topindu-se cu descompunere, acestea. incongruent, atunci AB este stabil numai sub T C. La cel mai mic t-ry, acest compus solid se descompune și se formează 2 faze: cristale B și un topit de compoziție la(punctul C). La răcirea topiturii compoziției M la punctul respectiv un 0 vor începe să precipite cristale ale componentului B. În intervalul de temperatură de la un 0 inainte de b 0 sist. yavl. 2-fază și o singură variantă: C = 2 - 2 + 1 = 1. La punctul respectiv b 0 la T C, începe și continuă cristalizarea compusului AB, a cărui compoziție corespunde la 2(vol. D). În echilibru există 3 faze: topitură, cristale AB și B. C = 2-3 + 1 = 0 - constanța lui T C, compoziția soluției y (t. C) și compoziția substanței chimice. compuși la 2 (punctul D).
Pentru ca compoziția topiturii să nu se schimbe, simultan cu cristalizarea AB, cristalele precipitate anterior de B trebuie dizolvate, păstrând compusul componentului B constant în topitură. Numele lui T. S peritectică (tranzitoriu), T C - temperatura peritectică.În acest moment, topitura și solidul 2 sunt în echilibru. fază, dar diferă de eutectică, (unde 2 faze TV cad simultan) un televizor. faza scade și cealaltă se dizolvă. O secțiune orizontală (bb ') este observată pe curba de răcire.
Procesul de răcire la un moment dat b 0 se termină cu dizolvarea tuturor cristalelor precipitate anterior de B. Rămâne un sistem bifazic, format dintr-un topit și cristale AB. În acest caz, fiecare temperatură corespunde unei anumite compoziții a topiturii (CE). Răcirea ulterioară este descrisă de diagrama de stare A-AB cu eutectică.
21. Analiza termică diferențială (DTA)
DTA este determinarea relației dintre punctul de topire al unei substanțe și proprietățile acesteia. Metoda vă permite să studiați compoziția de fază a sistemelor Me, a mineralelor naturale, pentru a stabili limitele întunecate ale existenței multor compuși (săruri, polimeri) , pentru a determina căldurile transformărilor de fază, transferul de căldură, capacitatea de căldură ...
Metoda se bazează pe înregistrarea automată a termogramelor de către un termocuplu diferențial - curbe ∆Т - Т, unde ∆Т este diferența de temperatură dintre substanța testată și standard, încălzită sau răcită în aceleași condiții; T este temperatura probei sau timpul de încălzire / răcire. Standardul este o substanță care nu are transformări de fază în intervalul de temperatură investigat.
Tipul de termogramă al insulei investigate depinde de proprietățile insulei în sine (compoziție, structură, conductivitate termică, capacitate termică, dispersitate etc.) și de condițiile de preluare a termogramei (rata de încălzire, eșantionul și în standard , proprietățile standardului, sensibilitatea în circuitul termocuplului diferențial).
Dacă proprietățile termofizice ale standardului și ale insulei investigate coincid și aceasta din urmă nu suferă nicio transformare atunci când este încălzită, atunci ∆Т = 0 și termograma acestora. vedere dreaptă (1) - linia zero;
Dacă substanța investigată diferă de standard prin proprietățile sale termofizice, atunci termograma (2) se abate de la linia zero și se înregistrează || axa abscisei sau într-un unghi față de aceasta - de bază.
Dacă în timpul încălzirii probei are loc la K.-L. transformarea fazei de temperatură sau chim. se schimbă odată cu eliberarea sau absorbția căldurii, apoi există ∆Т, proporțional cu cantitatea de căldură absorbită / eliberată. Diferența de temperatură rezultată este înregistrată prin deviația curbei DTA în sus sau în jos față de linia de bază (3) - efect termic. Conform metodologiei, abaterea este exotermă, ↓ este efectul endoterm.
Efecte exoterme(cu eliberarea lui Q) poate fi cauzată de trecerea de la o stare de neechilibru la o stare de echilibru, de exemplu. trecerea de la o stare amorfă la una cristalină.
Efecte endotermice(cu absorbția Q) sunt asociate cu transformări de fază (topire, evaporare, sublimare, transformări polimorfe) sau procese chimice (oxidare, descompunere, deshidratare, disociere etc.). Când majoritatea substanțelor sunt încălzite, se observă mai multe transformări, care sunt înregistrate pe curba DTA la temperaturi adecvate prin efectele termice caracteristice unei substanțe date.
Conform termogramei, este posibil să se dea o caracteristică calitativă in-woo-ului investigat, să se determine temperaturile transformărilor de fază sau ale proceselor chimice, să se măsoare efectul termic al procesului.
| T |
| ∆Т |
| A |
| b |
22.Concepte:
Conductivitate electrică specifică lichide χ este conductivitatea electrică a 1 cm 3 a soluției care umple spațiul dintre electrozii plate cu același, och. suprafață mare (în cm 2), situată la o distanță de 1 cm.
Depinde de natura energiei electrice și de creștere, de concentrația soluției, de T.
Când conțiunea este slabă. alege, χ ↓
Puternic la conștiții. alege, mai întâi apoi ↓.
La T, χ.
Conductivitate electrică echivalentă λ – aceasta este conductivitatea electrică a unui astfel de volum (cm 3) al unei soluții în care este conținut 1 g-echiv de soluție, iar electrozii sunt la o distanță de 1 cm unul de celălalt. [cm 2 / g-eq * ohm]
unde φ - diluare, [cm 3 / g-eq]
с - concentrație echivalentă, [g-eq / l] K
La ↓ al conținutului soluției elec-ta, λ;
- λ = max va fi la infinit. diluare
Formula empirică a lui Kohlrausch:
λ = λ ∞ -А√с
Viteza mișcării ionilor (v i, u i sunt viteza de mișcare A - respectiv K +) este determinat de forța care acționează asupra ionului, pisica. este egal cu produsul sarcinii ionice și gradientul potențialului de câmp și factorul R, caracterizând rezistența mediului, în funcție de T, natura ionului și soluția
z i este sarcina ionului; E / l - intensitatea câmpului, gradientul câmpului
Depinde de: natura ionilor, E \ l, concentrație, temperatură, vâscozitatea mediului.
În mod similar pentru u i
Absolut. Viteza de miscare . ioni utilizat la compararea vitezei ionice dacă intensitatea câmpului = 1 V / cm
v = ez i / R (la fel pentru u)
Mobilitate ionică – numărul de electroni transportați de ion este egal cu produsul vitezei absolute a ionilor de numărul Faraday.
Numărul de transfer ioni de tipul i - raportul numărului de electr-va q i (depinde de z i, conc., viteza de mișcare într-un câmp electric), transferat. acest tip de ioni, la numărul total de electr-va q, este transferat. toate tipurile de ioni din soluția t i = q i / q.
Puterea ionică a soluției (puterea ionică) se numește jumătate de sumă a produselor din conțiunile fiecărui ion pe pătrat din numărul sarcinilor sale z (valență), luate pentru toți ionii soluției.
I = ½ ∑m i z i 2
unde m i este molaritatea (măsura concentrației)
Legea empirică a puterii ionice:
miercuri coeficientul ionic activitate γ +/- yavl. funcția universală a puterii ionice I p-ra, adică în soluție cu o putere ionică dată, toate substanțele disociative numite după. coeficienți de activitate care nu depind de natura și concentrația unei substanțe date, dar depind de numărul și valența ionilor săi.
23.Factori care afectează conductivitatea electrică a soluțiilor, viteza de mișcare și mobilitatea ionilor.
1. natura ionului
3. concentrare. (beats.e \ conductivity on the graph ae = f (s, mol \ l) - rainbow; eq.e \ conductivity λ = c, g * eq \ l - un slide concav la 0, în jos.
4. temperatura (odată cu aceasta crește e / conductivitatea specifică și limita de mobilitate, pentru metale, invers)
5.vâscozitatea mediului
24. Derivarea ecuației care leagă conductivitatea electrică echivalentă cu mobilitatea ionică.
I. 
- conductivitate electrică,
unde ρ este rezistivitatea electrică
l este distanța dintre electrozi
χ - conductivitate electrică, [ohm -1 cm -1]
II. 
- conductivitate electrică echivalentă, [cm 2 / (g-eq ohm)]
unde c este concentrația echivalentă, [g-eq / l]
III. I = I + + I - - cantitatea de energie electrică transportată de ioni prin soluție în 1 sec
- numărul de cationi trecuți prin secțiunea transversală în 1 sec
- puterea actuală, pentru că fiecare g-eq de ioni poartă conform legii lui Faraday
F = 96486 K el-va.
- rata cationilor,
unde u este mobilitatea absolută a cationilor, [cm 2 / sec * v]
Formule similare pentru anioni (v, v ', c -, n -, I -)
Primim:
IV. 
- Legea lui Ohm
Înlocuim în această valoare exp-a lui K din (I) și (II) și echivalând laturile din dreapta ale ecuațiilor (III) și (IV), obținem
Rezolvând ecuația pentru λ, obținem
pentru electroliți puternici, a cărei disociere este considerată completă, raportul este 10 3 s i / s = 1
pentru slab- 10 3 s i / s = α
V. Având în vedere mobilitatea cationilor și anionilor,
obținem o expresie dată pentru diferite grade de disociere a electroliților.
25. Principalele prevederi ale teoriei electroliților puternici
Debye-Hückel.
Aceste idei sunt formulate sub forma ideii prezenței unei atmosfere ionice în jurul fiecărui ion de ioni încărcați în mod opus. Densitatea sa este max. aproape de centru, cu o distanță de acesta ↓. La o anumită distanță, care poate fi considerată granița atmosferei ionice, numărul de ioni din fiecare semn este același. Teoria conectează soluțiile termodinamice sv-va de electroliți cu parametrii atmosferei ionice. - dimensiunea și densitatea sa.
1. Electrolitul în soluție este complet disociat, iar concentrația ionilor este calculată din concentrația analitică a electrolitului.
2. Distribuția ionilor în atmosfera ionică se supune clasicului. static, iar atmosfera ionică în sine este considerată ca un mediu continuu.
3. Dintre toate tipurile de interacțiune, luând în considerare doar interacțiunea electrostatică a ionilor. Solventului i se atribuie rolul unui mediu cu o anumită constantă dielectrică.
4. Constanta dielectrică a soluției este considerată egală cu constanta dielectrică a solventului pur.
5. Dintre toate proprietățile ionilor, se ia în considerare numai sarcina.
26.Ce este atmosfera ionică, relaxarea și inhibarea electroforetică?
Atmosfera ionică
Dacă izolați mental un ion central într-o soluție diluată a unui electrolit puternic, atunci lângă el se vor observa mai des ioni cu semnul opus decât ioni cu aceeași sarcină. O astfel de distribuție statistică a ionilor este stabilită sub influența a 2 factori: 1) forțele electrostatice de atracție și respingere; 2) mișcarea termică a ionilor. Ca rezultat, o anumită distribuție statistică intermediară a ionilor este stabilită în jurul ionului central - atmosfera ionică.
Inhibare electroforetică. Când un câmp electric este aplicat soluției, ionul central și atmosfera sa ionică, care au sarcini opuse, se deplasează în direcții opuse. Deoarece ionii sunt hidrați, mișcarea ionilor, mișcarea ionului central are loc într-un mediu care se deplasează spre acesta. Prin urmare, ionul în mișcare se află sub influența unei forțe de decelerare suplimentare, ceea ce duce la o scădere a vitezei sale.
Frânare de relaxare . Atmosfera ionică are simetrie centrală. Când un ion se mișcă într-un câmp electric, simetria este ruptă, ceea ce este asociat cu distrugerea atmosferei într-o poziție a ionului și formarea acestuia într-o altă nouă. Acest proces are loc cu o viteză finită în timp - timp de relaxare. Ca urmare, atmosfera ionică își pierde simetria centrală, iar în spatele ionului în mișcare va exista întotdeauna un anumit exces de sarcină al semnului opus. Forțele de atracție electrică care apar în acest caz vor încetini mișcarea ionului.
Forțele de relaxare și electroforetice. frânare
¨ sunt determinate de puterea ionică a soluției, natura solventului și temperatura.
¨ cu concentrația soluției cu constanța altor condiții
27. Care este efectul Wien? Ce este dispersia conductivității electrice?
Efect de vin
În câmpuri electrice constante de intensitate suficient de mare (10 4-10 5 V / cm)
Ionii se mișcă atât de repede încât atmosfera ionică nu are timp să se formeze, drept urmare practic nu există efecte de decelerare, iar λ tinde la λ ∞.
La electroliții slabi, efectul Wien este cauzat și de o schimbare a echilibrului disociativ într-un câmp electric puternic spre formarea ionilor.
Dispersia conductivității electrice (efect de frecvență) . Cu o creștere a frecvenței curentului alternativ peste o anumită valoare, se observă o creștere a conductivității electrice, deoarece la o frecvență suficient de mare, deplasările reciproce ale ionului și ale atmosferei ionice sunt atât de mici încât atmosfera ionică este practic simetrică.
Frecvența curentului alternativ la care se poate aștepta o creștere a conductivității electrice este reciprocă timpului de relaxare
În consecință, efectul inhibării relaxării ar trebui să dispară.
(Efectul Wien apare atunci când atmosfera ionică este complet distrusă și, în consecință, ambele efecte de inhibare. Efectul de frecvență se explică doar prin dispariția atmosferei ionice. Experiența arată că acest din urmă efect este de aproximativ 3 ori mai slab decât efectul Wien , adică efectul electroforetic este de 2 ori mai puternic decât efectul de relaxare)
28. Activități și coeficienți de activitate ai electroliților. Metode pentru determinarea și calculul acestora.
Activitate este legat de potențialul chimic al componentei soluției prin ecuație: 
Index NS indică faptul că activitatea se referă la o soluție în care concentrația unei substanțe este exprimată în fracții molare. Activitatea este denumită uneori și concentrare eficientă sau eficientă.
Coeficientul de activitate- o măsură a abaterii proprietăților soluției de la sv-în soluția ideală cu aceeași concentrație.
, unde γ este coeficientul molar. activitate,
Este posibil să se compare activitățile componentelor cu concentrațiile exprimate în alte unități:
¨ concentrație (e) de volum molar
, unde f este coeficientul de activitate molară
¨ molalitate (m)
unde γ 'este coeficientul de activitate practică
În cazul general, proprietățile diferiților ioni dintr-o soluție nu sunt aceleași și este posibil să se introducă și să se ia în considerare funcțiile termodinamice pentru ioni de diferite tipuri:
1. Luați în considerare o soluție cu 2 componente constând dintr-un solvent și o sare care se disociază conform ecuației:
2. Chem. potențial: -
(2 ecuații K + și A -)
3. Să facem presupuneri:
Luate 1000 g de solvent, n 1 = 1000 / M 1, n 2 = m - molalitate
Electrolit disocic. în întregime: 
T, P = const, Þ conform lui Gibbs-Duhem (schimbarea potențialelor chimice ale calculatoarelor soluției la schimbarea compoziției soluției):
- scade al doilea din primul: 
Să introducem activitatea ionică medie 
, Unde 
;
 |
Standard. starea pentru un 2 este aleasă astfel încât const = 1, să obținem:
Experimental obțineți un 2 și determinați un ± prin ur-th;
Introduce miercuri si el. coeff. activitateg ±și rahat. si el. molalitateam ±:
;
- poate fi exprimat rata practică a activelor
· Determinarea activității unei substanțe volatile prin presiunea parțială a vaporilor săi.
Din ecuații: p 1 = p * 1 a 1, p 2 = p * 2 a 2, ( Unde p 1 - presiunea parțială a vaporilor de solvent peste soluție, p * 1 - presiunea vaporilor peste solventul lichid; p 2, p * 2 - respectiv pentru solut) obținem
(indexul 1 indică numărul stării standard selectate)
Pentru determinare γ solut solid, selectați a doua stare standard
(la- valoarea calculată auxiliară; K 2 - Constanta lui Henry)
Primim:
(Unde y = y 0 la x 2 → 0 găsiți grafic).
· Determinarea activității solutului prin presiunea de vapori a solventului.
Din ecuația Gibbs-Duhem: 
Integrarea oferă: 
,
Unde a '1 și a' 2 - activitatea solventului și solutului în compoziția soluției x "2, ele trebuie cunoscute.
De asemenea, puteți integra ecuația Gibbs-Duhem, exprimată în termeni de γ :
Activitate a 1 determinată de presiunea vaporilor peste soluții de compoziție diferită. Integrala este calculată grafic.
· Determinarea activității solutului prin coef. distribuție.
(unde K este coeficientul de distribuție, γ 1 2, γ 2 2 - coeficienții de activitate ai dizolvatului în primul și al doilea solvent, x 1 1, x 2 2- concentrația solutului în primul și al doilea solvent).
Ași γ poate fi calculat și prin scăderea punctului de îngheț, prin creșterea punctului de fierbere, prin presiunea osmotică și prin alte proprietăți ale soluțiilor.
29. Măsurarea conductometrică a constantei de disociere, gradul de disociere, punctul de echivalență în timpul titrării.
| A |
| b |
| v |
| R x |
| R M |
| G |
2 - alternator (constantă cauzează soluția de electroliză)
R x - celulă de măsurare;
R M - cutie de rezistență (cunoscută)
v - poziția contactului mobil (selectată astfel încât instrumentul nul 1 să nu prezinte curenți sau să afișeze min, atunci
R x = R M (R 1 / R 2) = R M ( av / vb)
Conductivitatea electrică efectivă a soluției este determinată de concentrația soluției, natura componentelor și temperatura. Conductivitatea electrică reală a soluției c este proporțională cu valoarea măsurată experimental c ': c = kc', unde k este constanta vasului - caracteristicile celulei - depinde de aria electrozilor, distanța între ele, forma vasului, volumul soluției care conduce curentul, se găsește experimental din soluțiile standard, cel mai adesea KCl.
Datele experimentale sunt utilizate pentru a calcula valorile specific
: 
și conductivitate electrică echivalentă
: 
Pentru calcul gradul de disociere a unui electrolit slab se folosește ecuația:
, Unde λ ∞ = l ¥ k + l A ¥- determinat de mobilitatea ionilor
Constanta de disociere a electrolitului binar
La titrare conductometrică se trasează curba dependenței conductivității electrice a soluției titrate de cantitatea de titru adăugată. agent. Punctul de echivalență este determinat de înclinarea curbei acestei dependențe. O schimbare bruscă a conductivității electrice are loc atunci când, în cursul titrării, se formează (sau dispar) compuși slab disociați sau slab solubili.
Titrarea acido-bazică:
Schimbarea conductivității electrice până la punctul de echivalență va fi determinată de acțiunea a două tendințe reciproc opuse:
După punctul de echivalență, începe o conductivitate electrică ascuțită (ramura BC), deoarece în soluție, concentrația ionilor Na + și OH - va crește, mobilitatea pisicii. este 199 S × cm 2 / (mol × echiv)
Exemplul 1. 0,1 mol de alcool se distribuie între 300 ml apă și 500 ml CCl 4. Găsiți concentrația de alcool (mol / L) în soluții de echilibru. Coeficientul de partiție a alcoolului etilic între tetraclorură de carbon și apă este 0,0244.
Soluţie: Conform legii distribuției:
unde С 1 este concentrația solutului din primul solvent (CCl 4);
C 2 - concentrația solutului în al doilea solvent (H2O).
K - coeficient de distribuție
Numărul de moli de alcool care a trecut 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 ecuație, obținem 
De unde X = 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 de 1 × 10-6 g / l? Coeficientul de distribuție a iodului între apă și disulfură de carbon este de 0,0017.
Soluţie:
Formula pentru calcularea procesului de extracție: 
unde g 0 - cantitatea inițială a substanței supuse extracției;
V 0 - volumul soluției în care se află substanța extractibilă;
V e - volumul de solvent (extractant) consumat pentru o extracție;
n este numărul total de etape de extracție; K este coeficientul de distribuție.
lg g n = lg g 0 + n lg KV 0, de unde
91 - 100. Amestecat 1 mol de alcool cu un volum V de 1 ml de tetraclorură de carbon și un volum de V de 2 ml de apă. Determinați concentrația soluțiilor de alcool etilic în tetraclorură de carbon și apă. Coeficientul de partiție a alcoolului etilic între tetraclorură de carbon și apă este 0,0244.
101 - 110. Este necesar să se extragă o anumită cantitate de% (în greutate) acid din 1 ml soluție acidă în eter. Cât de multă apă este necesară ca extractant cu numărul de etape de extracție egal cu n, dacă coeficientul de distribuție al acidului dintre apă și eter este K?
111 - 120. Calculați cât de mult HgBr 2 poate fi extras dintr-un volum V de 1 ml cu o concentrație de Cm mol / L dintr-o soluție apoasă folosind un volum V de 2 ml benzen prin extracție de n ori. Coeficientul de partiție a HgBr 2 între apă și benzen este de 0,893.
Subiectul 2.
Soluțiile sunt sisteme fizice și chimice.
Proprietăți colective ale soluțiilor.
Solubilitate
Exemplul 1. Determinarea masei unui gaz într-o soluție prin solubilitatea acestuia.
Cât clorură de hidrogen HCI se va dizolva în 100 litri de apă la 40 ° C și o presiune de 98625 Pa, dacă solubilitatea HCI la această temperatură și presiune 1,0133 × 10 5 Pa este de 386 m 3 la 1 m 3 de apă?
Soluţie.
Solubilitatea (sau coeficientul de solubilitate) se exprimă prin masa substanței (g) care poate fi dizolvată în 100 g solvent la o temperatură dată.
Determinați volumul de HCI conținut în 100 litri de apă la 40 ° C și o presiune de 1,0133 × 105 Pa:
1000 l H 2 O - 386 m 3
100 l H 2 O - NS m 3 NS= 
m 3
Calculăm masa HCI conform ecuației Mendeleev-Cliperon;
M(HCI) = 36,46 g / mol. Atunci:
m == 
53,4 kg.
Exemplul 2... Determinarea compoziției amestecului de gaze prin solubilitatea gazelor.
Un amestec de gaze conținând 21% O2 și 79% N2 a fost trecut prin apă la 0 ° C și o presiune de 1,0133 × 105 Pa. Calculați fracțiunile de volum φ ale amestecului gazos dizolvat în apă, dacă solubilitatea oxigenului și azotului în apă la această temperatură și respectiv presiune este de 0,048 și 0,0236 m 3 la 1 m 3 de apă.
Soluţie.
Conform legii lui Henry, solubilitatea ( R) gazul din apă este proporțional cu presiunea sa parțială din amestec. Să determinăm presiunea parțială a gazelor din amestec:
p О 2 = 1,0133 × 10 5 × 0,21 = 0,2128 × 10 5 Pa;
p= 1,0133 × 10 5 × 0,79 = 0,8005 × 10 5 Pa.
Luând în considerare presiunile parțiale, determinăm solubilitatea gazelor:
R= 
= 0,0104 m 3;
R= 
= 0,0189 m 3.
Volumul total de azot și oxigen; 0,0104 + 0,0189 = 0,0293 m 3. Apoi fracția volumică a gazelor și a amestecului va fi (%):
φ = 0,0104 × 100 / 0,0293 = 35,49; φ = 100,00 - 35,49 = 64,51.
Sarcini pentru soluția independentă
121 - 130. Un amestec gazos format din O2, N2 și Cl2 este dizolvat în apă la 20 ° C și o presiune totală de 2,5 × 105 Pa. Fracțiile volumice ale acestor gaze din amestec sunt, respectiv, ω (О 2), ω (N 2) și ω (Cl 2)%. Solubilitatea gazelor în 1 m 3 de apă (m 3): PO 2 = 0,031; PH2 = 0,016; PCl 2 = 2.299. Determinați volumul fracțiunilor de gaze dintr-un amestec de gaze dizolvat în apă.
| Opțiuni | Numărul sarcinii | |||||||||
| ω (О 2)% | ||||||||||
| ω (N 2)% | ||||||||||
| ω (Cl 2)% |
131 - 140. Într-un anumit volum V 1 l de apă, un volum V 2 l de substanță A este dizolvat la o temperatură t ºС și la o presiune P Pa. Determinați fracția de masă a substanței A în soluția rezultată.
Proprietăți fizico-chimice
Dacă luați două lichide nemiscibile și adăugați un al treilea component, atunci acesta se va dizolva în grade diferite în ambii solvenți. Când se stabilește echilibrul, raportul de concentrație al soluțiilor rezultate va fi constant la o temperatură dată
= K, aceasta este o expresie a legii de distribuție Nernst, unde
Concentrațiile celei de-a treia componente în fazele I și II;
K este coeficientul de distribuție.
Dacă solutul se disociază sau se asociază într-unul dintre solvenți, atunci ecuația Nernst are forma:
A găsi Kip Luăm logaritmul ecuației și obținem ecuația liniei drepte
Construirea unei linii drepte în coordonate 
, găsim " NS»Ca tangenta unghiului de înclinare a unei linii drepte (în oricare două puncte situate pe o linie dreaptă) tga =
InK poate fi găsit din ecuație prin înlocuirea valorilor oricărui punct de pe linie.
Această lege se află în centrul procesului de extracție. Extracția este extragerea unei componente de la o fază la alta. Extragerea se întâmplă fază solidă- extragerea substanțelor din faza solidă în faza lichidă (de exemplu, prepararea ceaiului, cafelei, prepararea tincturilor, extracte din plante etc.) și faza lichidă- extragerea unui dizolvat dintr-o soluție lichidă extractant... Se numește soluția substanței extrase în extractant extrage, iar soluția inițială după extragerea substanței din ea se numește rafinat.
Pentru a calcula eficiența extracției în fază lichidă, utilizați ecuația
(3.31)
Unde NS- proporția substanței nerecuperate din rafinat;
V- volumul soluției inițiale;
Volumul extractantului;
LA- coeficientul de distribuție
NS- numărul de extracții.
După cum se poate observa din ecuație, cu cât mai multe extracții, cu atât mai puțină substanță rămâne în rafinat, adică nerecuperată, cu atât mai multă substanță este extrasă de extractant. Eficiența extracției este în mare măsură determinată de valoarea coeficientului de distribuție: cu cât este mai mare coeficientul în favoarea extractantului, cu atât este mai eficientă extracția.
Prelegerea 10. Distribuirea materieiîntre cele două faze. Extracţie.
.
2. Extracția, tipurile ei. Ecuația de extracție.
Principiile obținerii tincturilor, decocturilor.
Lector: Cand. ped. Ști., Conf. Univ. Grigorieva Marina
Victorovna
1. Legea distribuției Nernst
Dacă orice substanță este solubilă în douălichide nemiscibile, apoi când
dizolvându-se într-un amestec de două astfel de lichide
se distribuie între ele conform
Legea distribuției Nernst:
Raportul de concentrație al celui de-al treilea
componentă între două
lichide nemiscibile la
temperatura constantă este
constanta K = C1 / C2, unde C1 este concentrația componentului din soluția 1
lichid, C2 este concentrația componentului în
soluție de 2 lichide, K - coeficient
distribuție.
1. Legea distribuției Nernst
De exemplu, dacă agitați iodul cu apăși tetraclorură de carbon, parte a acestuia
se dizolvă în apă și participă
tetraclorometan CCl4. In cele din urma
instalat în sistem
echilibru dinamic.
1. Legea distribuției Nernst
Indiferent de,cat de mult
iodul este utilizat în
experiment,
final
atitudine
concentrații
se dovedește
permanent.
1. Legea distribuției Nernst
Legea distribuției este îndeplinită numai pentruanumite condiții, și anume:
1) la temperatură constantă;
2) cu o diluare suficientă a ambelor
soluții;
3) cu condiția ca soluția să nu fie
reacționează, nu se asociază și nu
se disociază în ambii solvenți.
Legea distribuției stă la baza importanței
și foarte frecvent în
practică de laborator și industrială
un proces numit extracție.
2. Extragerea
Extracția este extracțiadintr-o soluție a unuia sau mai multor
solute cu ajutorul altuia
solvent (extractant), nu
amestecându-se cu primul.
Pentru a efectua extracția, este necesar
astfel încât substanța extractibilă să fie mai bună
dizolvat într-un al doilea solvent decât în
primul. Scopul extracției este
concentrație crescută a oricărei
substanța sau eliberarea dorită
solvent din impuritățile prezente în acesta,
sau înlocuirea solventului.
2. Extragerea
Extracția poate fi:singur, când extractantul
adăugat dintr-o dată,
fracțional - adaos de extractant
se efectuează în porții de mai multe
recepții.
Extracția este utilizată pe scară largă în
farmacie de extras din
materii prime vegetale din uleiuri esențiale,
alcaloizi și alți fiziologic
substanțe active.
2. Extragerea
Laboratoarele de extracție deseorifolosiți pâlnii de separare,
de exemplu, când se extrage cu eter. Pentru
această soluție apoasă cu componenta
se combină cu eterul într-o fisiune
pâlnie. Soluția se agită și după
straturile de decantare sunt separate. Eter
evaporat pentru a da produs pur.
2. Extragerea
Împărțireapâlnii
2. Extragerea
Sub chimice șiproducția farmaceutică
aparate utilizate pe scară largă
extractori, a căror acțiune
bazate pe diferite principii
amestecând lichide și ale acestora
fragmentare. Sunt utilizate
poppet, vibrator,
centrifugale și de altă natură
extractori.
2. Extragerea
Derivarea ecuației de extracție:Lăsați să intre o soluție, al cărei volum este V0 ml,
este m0 din extractibil
substanțe. La această soluție se adaugă
V ml de alt solvent, care cu
nu se amestecă. Să ne prefacem asta
după prima extracție în prima
solvent rămas t1 g
substanță extractabilă, atunci
concentrația în acesta va fi C1 = m1 / V0 și
concentrația în al doilea solvent
C2 = (m0 - m1) / V.
2. Extragerea
Folosind legea distribuției, putețiscrie:
m1
V0
C1
m1V
LA
С 2 m0 m1 V0 (m0 m1)
V
KV0
m1 m0
V KV0
2. Extragerea
Dacă primul solvent cu restultratați-l din nou cu aceeași substanță
volumul V al celui de-al doilea solvent, apoi,
repetând calculul anterior, obținem:
KV0
m2 m1
V KV0
2. Extragerea
Înlocuind t1 în acesta din urmăecuație, găsim:
Dacă repeti
extragere cu același
volumul celui de-al doilea
solvent de n ori, atunci
suma rămasă
în primul solvent
substanțele vor
KV0
m2 m0
V KV0
2
KV0
mn m0
V KV0
n
2. Extragerea
Calcule folosind cele primiteecuațiile arată că extracția
va fi mai complet dacă ne împărțim
întregul volum de solvent pe porție,
decât să extragi dintr-o dată
volum de solvent.
2. Extragerea
Metodele de extracție sunt deosebit de răspânditeutilizat în analiza plantei
materii prime medicinale, precum și pentru obținere
infuzii, decocturi, tincturi, extracte
substanțe medicinale. În acest caz, sub
extract înseamnă o formă de dozare,
obținute prin metoda de extracție în conformitate
cu anumite cerințe.
Conform Farmacopeei de Stat a XI-a ediție
perfuziile și decocturile sunt medicamentoase lichide
forme reprezentând extracte apoase
din materiale vegetale medicinale, precum și
soluții apoase de extracte uscate sau lichide
(concentrate).
2. Extragerea
Extracte - extracte concentratedin materiale vegetale medicinale.
Tincturi - alcool colorat sau
extracte hidroalcoolice din
materiale vegetale medicinale,
obținută prin extracție fără încălzire.
Când primiți perfuzii și decocturi, efectuați
extragerea substanțelor medicinale din
materii prime medicinale zdrobite cu apă,
la primirea de extracte - apă, etanol și
alți extractanți.
2. Extragerea
Pentru prepararea infuziilor și decocturilor, extracțieefectuată după cum urmează. Pentru a mărunți
se adaugă materii prime pentru plante medicinale
volumul necesar de apă la temperatura camerei,
amestecul se păstrează într-o baie de apă clocotită la
agitare (infuzie -15 min, decocturi - 30 min),
răcit la temperatura camerei (perfuzii - 45
min, decocturi - 10 min), se filtrează și se obține
filtrat, care se diluează dacă este necesar
apă.
Conținutul substanțelor farmacologic active din
infuziile și decocțiile obținute determină
diverse metode analitice, re
recomandat în farmacopeea relevantă
articole.
Când amestecați două lichide, acestea pot fi:
Solubil infinit, adică se dizolvă unul în celălalt 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 observat că „like se dizolvă în like”, adică. lichidele polare dizolvă bine lichidele polare, iar lichidele nepolare dizolvă cele nepolare.
Din acest motiv, apa, un solvent polar, dizolvă bine lichidele polare (acid acetic, etanol) și nu dizolvă deloc lichidele nepolare (benzen, hexan, kerosen, benzină, ulei vegetal etc.).
Dacă lichidele diferă nesemnificativ în polaritate, atunci acestea se dizolvă într-o măsură limitată una în cealaltă, formând sisteme cu două straturi, 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 proporțional cu solubilitatea sa în fiecare dintre ele.
De aici urmează legea distributiei, Prin care raportul de concentrație al unei substanțe distribuite între două lichide nemiscibile la o temperatură constantă rămâne constant, indiferent de cantitatea totală de solut.
CU 1 /CU 2 = k,
Unde CU 1 și CU 2 - concentrația solutului în solvenții 1 și 2;
k- coeficientul de distribuție.
Legea distribuției este utilizată pe scară largă în procese extracţie – extragerea unei substanțe dintr-o soluție cu un alt solvent care nu este miscibil cu primul... Legea distribuției face posibilă calcularea cantității de substanță extrasă și rămasă în soluție după o extracție simplă sau multiplă cu un solvent cu un volum dat la o temperatură dată:
Unde m 1 - masa substanței rămase în solventul 1 după o singură extracție a acestuia cu solventul 2;
m o - cantitatea inițială de substanță din solvent 1.
V 1 și V 2 - volumul solvenților 1 și 2;
Când este recuperată de mai multe ori, ecuația 1 devine:
Unde n- numărul de extracții.
Extracția nu reușește niciodată să îndepărteze complet substanța complet. Dar exhaustivitatea extracției va fi mai mare dacă soluția este tratată în mod repetat cu porțiuni mici de solvent, separând de fiecare dată extractul obținut, decât cu o singură prelucrare a soluției cu o porțiune mare de solvent.
Extracția este utilizată în multe domenii ale cercetării tehnologice și de laborator. Extracția se bazează pe extracția zahărului din sfeclă, uleiuri din semințe, multe substanțe în procesarea produselor alimentare (legume trecătoare), obținerea produselor farmaceutice. Astfel, 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 efectuează cu butil sau acetat de etil.
Se încarcă ...