ЭКСТРАКЦИЯ. Ограниченная взаимная растворимость двух жидкостей наблюдается в системах со значительным отклонением от идеальности

ДВУМЯ НЕСМЕШИВАЮЩИМИСЯ ЖИДКОСТЯМИ

РАСПРЕДЕЛЕНИЕ РАСТВОРЕННОГО ВЕЩЕСТВА МЕЖДУ

ОГРАНИЧЕННАЯ ВЗАИМНАЯ РАСТВОРИМОСТЬ ЖИДКОСТЕЙ

Ограниченная взаимная растворимость двух жидкостей наблюдается в системах со значительным отклонением от идеальности. Такая растворимость зависит от температуры, однако влияние температуры на разные системы различно. В одних системах взаимная растворимость увеличивается с ростом температуры, а в других уменьшается. Температура, выше или ниже которой компоненты образуют гомогенный раствор во всех соотношениях, называется критической температурой растворения.

Закон распределения - третий компонент, добавленный к системе, состоящей из двух взаимно нерастворимых жидкостей, распределяется между обоими жидкими слоями в определенном, постоянном при данной температуре отношении.

= К, где C₁ - равновесная концентрация распределяющегося вещества в первой фазе; С₂ - его равновесная концентрация во второй фазе; К - константа или коэффициент равновесия.

В некоторых системах распределяющееся вещество вследствие диссоциации или ассоциации его молекул обладает неодинаковой средней величиной частиц в различных растворителях. В таких случаях соотношение неприменимо, а закон распределения принимает вид

= К,

где n = (М¹ - средний молекулярный вес распределяющегося вещества в первой фазе; М² - его средний молекулярный вес во второй фазе).

Для выражения закона распределения в случае концентрированных растворов концентрации следует заменить активностями

К,

где а₁ и а₂ - активности распределяющегося вещества в первой и второй фазах.

Закон распределения широко используется для решения задач на экстрагирование вещества из раствора. Экстракцией называется извлечение компонента из раствора с помощью второго растворителя не смешивающегося с первым.

Обозначим g_o - начальное количество экстрагируемого вещества; V₁ - объем раствора, в котором находится это вещество; V₂ - потребляемый на одно экстрагирование объем растворителя, с помощью которого производится экстрагирование; m -общее число экстрагировании; g₁,g₂...g_m - количество вещества, остающееся в первоначальном растворе после 1,2,..., m-го экстрагировании; К - коэффициент распределения экстрагируемого вещества.

Коэффициент распределения экстрагируемого вещества условились обозначать отношением концентрации раствора, из которого экстрагируется распределяющееся вещество, к концентрации раствора, которым производится экстрагирование.

Пусть после первого экстрагирования в исходном растворе осталось g₁ кг рас­творенного вещества в объеме Vi, а экстрагируется g_э ⁼ g_o – g₁ кг, причем это количество заключается в объеме V₂. По закону распределения

откуда

После второго экстрагирования

Если вместо g₁ подставить его значение, то получим

Очевидно, что после m экстрагирований в исходном растворе останется g_m кг

Дата добавления: 2014-01-07