Олборлох арга дахь тархалтын хууль. Олборлолтын үндсэн хууль, тоон шинж чанар

Хэрэв та хоёр холилддоггүй шингэнийг аваад гурав дахь бүрэлдэхүүн хэсгийг нэмбэл энэ нь хоёр уусгагчд янз бүрийн хэмжээгээр уусна. Тэнцвэрийг бий болгох үед үүссэн уусмалуудын концентрацийн харьцаа өгөгдсөн температурт тогтмол байх болно

= K, энэ нь Нернстийн тархалтын хуулийн илэрхийлэл бөгөөд энд

I ба II үе шат дахь гурав дахь бүрэлдэхүүн хэсгийн концентраци;

K - түгээлтийн коэффициент.

Хэрэв уусгагч нь уусгагчийн аль нэгэнд хуваагдаж эсвэл нэгдэж байвал Нернстийн тэгшитгэл нь дараах хэлбэртэй байна.

Олох Киптэгшитгэлийн логарифмыг аваад шулуун шугамын тэгшитгэлийг ол

Координатаар шулуун шугам барих замаар , олъё" П» шулуун шугамын хазайлтын өнцгийн тангенс (шулуун дээр байрлах дурын хоёр цэгээр) tga =

Бэхийг тэгшитгэлээс шулуун дээр байрлах дурын цэгийн утгыг орлуулах замаар олж болно.

Олборлох үйл явцын үндэс нь энэ хууль юм. Олборлолт гэдэг нь бүрэлдэхүүн хэсгийг нэг үе шатаас нөгөөд шилжүүлэх явдал юм. Олборлолт явагддаг хатуу фаз- бодисыг хатуу фазаас шингэн болгон гаргаж авах (жишээлбэл, цай, кофе исгэх, хандмал бэлтгэх, ургамлын ханд гэх мэт) болон шингэн үе шат- шингэн уусмалаас ууссан бодисыг гаргаж авах олборлогч. Экстрагент дахь олборлосон бодисын уусмалыг нэрлэдэг ханд, мөн түүнээс бодисыг гаргаж авсны дараа анхны уусмалыг гэнэ rafinate.

Шингэн фазын олборлолтын үр ашгийг тооцоолохын тулд тэгшитгэлийг ашиглана

(3.31)

Хаана X- рафинат дахь олборлогдоогүй бодисын эзлэх хувь;

В- анхны уусмалын хэмжээ;

Олборлогчийн хэмжээ;

TO- түгээлтийн коэффициент

П- олборлолтын тоо.

Тэгшитгэлээс харахад олборлолт их байх тусам рафинатад бага бодис үлддэг, өөрөөр хэлбэл олборлогдоогүй, илүү их бодисыг экстрагентаар гаргаж авдаг. Олборлолтын үр ашгийг хуваарилах коэффициентийн утгаар голчлон тодорхойлдог: олборлогчийг дэмжих коэффициент их байх тусам олборлолт илүү үр дүнтэй байдаг.

Металлыг органик фаз руу гаргаж авах нь зөвхөн энэ металлын нэгдлүүдийн органик уусгагч дахь уусах чадвар нь усанд уусгах чадвараас өндөр байвал л боломжтой юм. Бодит системд метал нь янз бүрийн нэгдлүүдийн хэлбэрээр байдаг. Олборлох явцад анхны уусмалд байхгүй хэлбэрүүд үүсч болзошгүйг анхаарах хэрэгтэй. Тиймээс юуны өмнө металыг ямар хэлбэрээр гаргаж авсан, уусах чадвар нь юу болохыг тогтоох шаардлагатай. Аливаа нэгдлийн уусах чадвар нь олон хүчин зүйлээс хамаардаг: бодисын шинж чанар, температур, даралт. Ерөнхийдөө химийн хувьд ижил төстэй бодисууд нь өөр бүтэцтэй бодисуудаас илүү сайн уусдаг. Үүний зэрэгцээ ижил төстэй байдлыг хэт нарийн ойлгож болохгүй, учир нь зан төлөвийн хувьд ижил эсвэл ижил төстэй бүлгийн молекулуудад байх нь ихэвчлэн хангалттай байдаг. Уусгагчийн молекулууд нь ууссан молекулуудтай энергийн харилцан үйлчлэлд ордог, ялангуяа электростатик төрлийн, учир нь ихэнх уусгагчийн молекулууд нь цахилгаан диполь моментуудтай байдаг.

Олборлох нөхцөлүүдийн нэг нь цэнэгийг саармагжуулах явдал юм. Цэнэглэгдсэн нэгдлүүд нь органик уусгагч руу нэвтэрч чадахгүй. Уусмалд агуулагдах металлын ионууд нь цэнэггүй цогцолбор эсвэл эсрэг цэнэгийн тохиромжтой ионтой ионы холбоо болгон хувиргах ёстой. Ионы цэнэгийн хэмжээ нь ионы холбоог гаргаж авахад чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Энэ тохиолдолд дан цэнэгтэй ионуудыг органик үе шатанд хамгийн сайн ялгаж авдаг бол хоёр дахин, ялангуяа гурав дахин цэнэглэгдсэн ионуудыг илүү муу гаргаж авдаг. Үүнээс гадна олборлосон нэгдэл нь гидрофобик байх ёстой бөгөөд гидроксил эсвэл карбоксил бүлэг гэх мэт гидрофилик бүлгүүдийг агуулаагүй байх ёстой.

Химийн урвал болгон олборлох (үндсэн хууль ба тоон үзүүлэлт).

Үйл явцын үндсэн тоон шинж чанар олборлолт

задлах арга нь аналитик хими, химийн технологид удаан хугацаагаар ашиглагдаж ирсэн бөгөөд энэ аргын онолын үндэс нь удаан хугацаанд судлагдаагүй хэвээр байна. Ялангуяа олборлох үйл явцын үндсэн тоон шинж чанар нь удаан хугацааны туршид судлагдаагүй байсан нь олборлолтыг практикт өргөн нэвтрүүлэхэд тодорхой саад тотгор учруулж байв. Органик уусгагчаар гаргаж авсан бодисын хэмжээг тооцоолохын тулд тогтмол ба тархалтын коэффициент, олборлолтын зэрэг гэх мэтийг мэдэх шаардлагатай.

М.Бертелот, Ж.Жунгфлейш нар 1872 онд туршилтын мэдээлэлд үндэслэн хоёр шингэн фазын хооронд тархсан бодисын тэнцвэрт концентрацийн харьцаа тогтмол байдгийг харуулсан анхны судлаачид юм. Энэ хамаарлыг 1891 онд тархалтын хуулийг томъёолсон В.Нернст термодинамик аргаар гаргаж авсан.

Тархалтын хуулийн дагуу хоёр холилдохгүй эсвэл хязгаарлагдмал холилдох шингэнд ууссан бодис тэдгээрийн хооронд тогтмол харьцаатай тархдаг. Тохиромжтой системүүдийн энэ харьцаа нь зөвхөн температур, бодисын шинж чанараас хамаардаг бөгөөд концентрацаас хамаардаггүй. Хоёр үе шатанд тархаж буй бодис нь ижил хэлбэртэй байвал тархалтын хууль хүчинтэй байна.

Тогтмолхуваарилалт бодисууд. Харилцааг илэрхийлдэг тогтмол хэмжигдэхүүн концентрацитараасан бодисууд, хоёр үе шатанд байрладаг (эхлэсний дараа тэнцвэр) ижил хэлбэрээр дуудагдана тогтмолхуваарилалт:

P 0 = [A] 0 / [A] B (1)

хаана R o - тогтмолтархалт: [A] o -баяжуулалт бодисуудорганик үе шатанд уусгагч, мэнгэ/л; [A] B - төвлөрөл бодисуудусан үе шатанд, мэнгэ/л.

Хэмжээ тогтмолуудхуваарилалт нь тархалтын шинж чанараас хамаарна бодисууд, ашигласан хандны найрлага, шинж чанар, температур, хаана үйлдвэрлэдэг олборлолт. Энэ тогтмолтэнцвэрт байдлаас хамаардаггүй концентрациолборлох боломжтой бодисуудба усан ба усгүй фазын эзэлхүүн.

Тархалтын коэффициент. Тооцоолох үед тогтмолуудхуваарилалт бодисууд(1) томъёоны дагуу та тараагдсан гэдэгт итгэлтэй байх хэрэгтэй бодисхоёр үе шатанд энэ нь ижил хэлбэртэй (ижил молекул төлөвт). Гэсэн хэдий ч олон олборлолтын системд дээрх нөхцөл хангагддаггүй. Шингэн үе шатуудын аль нэгэнд тохиолдож болно диссоциаци, Холбоо, шийдэл, гидролизтараасан бодисууд, цогцолбор үүсэх гэх мэт олборлолтын тооцоонд тэнцвэрт байдалийм системд оршин тогтнох хэлбэрийг тооцдоггүй бодисуудүе шат бүрт, зөвхөн нийт (аналитик) харьцаа концентрацитараасан бодисуудхоёр үе шатанд.

Асаалттай суурьнийт дүнг тодорхойлох концентрацитооцох боломжгүй тогтмол, хуваарилалтын коэффициентийг өгсөн бодисуудхэрэглээний системд уусгагч (ус- органик уусгагч). Тархалтын коэффициент нь нийт аналитикийн харьцаа юм концентраци бодисуудорганик үе шатанд уусгагчнийт аналитик концентрациэнэ бодисуудусан үе шатанд (энэ хэлбэрийг харгалзахгүйгээр бодисүе шат бүрт):

D = C 0 / C B (2)

энд D нь тархалтын коэффициент; C about - нийт аналитик төвлөрөл бодисуудорганик үе шатанд уусгагч, мэнгэ/л; C B - нийт аналитик төвлөрөл бодисуудусан үе шатанд, мэнгэ/л.

Зэрэг олборлолт. Зэрэг олборлолт(хувь олборлолт) нь олборлосон хэмжээний харьцаа юм бодисуудүүний нийт (анхны) дүн хүртэл бодисуудусанд шийдэл:

R = A 100 / N (3)

Энд R нь зэрэг юм олборлолт бодисууд, %; A - тоо хэмжээ бодисууд, органик бодисоор гаргаж авсан уусгагч; N - нийт (анхны) хэмжээ бодисуудусанд шийдэл.

Олборлох үйл явцын ангилал.

Олборлох систем нь маш олон янз байдаг. Органик фаз руу дамждаг нэгдлүүдийн төрлөөс хамааран олборлох нэгдлүүдийг ангилдаг. Энэ шалгуурын дагуу ангиллыг Золотов Ю.А. санал болгосон:

Туйлтгүй ба бага туйлттай бодисыг гаргаж авах,

нийлмэл металлын хүчлийг гаргаж авах,

Интракомплексийн нэгдлүүдийг (ICCs) олборлох.

VKS нь металл катоныг органик бодисуудтай харилцан үйлчлэх явцад үүсдэг

идэвхтэй бүлгүүдийн нэг нь хөдөлгөөнт бодис агуулсан байх ёстой урвалжууд

нийлмэл үүсэх үед металлаар солигдсон устөрөгчийн атом, хоёрдугаарт

(гурав дахь гэх мэт) нь мөн хүчиллэг эсвэл ихэвчлэн үндсэн байж болно.

VKS-ийг олборлоход усан фазын хүчиллэг байдал, урвалжийн концентраци, урвалжийн тархалтын тогтмол ба диссоциацийн тогтмолууд, цогцолборын тогтвортой байдлын тогтмол ба тархалтын тогтмолууд, усан дахь өрсөлдөх урвалууд зэрэг хүчин зүйл, параметрүүд нөлөөлдөг. үе шат, электролитийн давс, элементийн концентраци, температур, уусгагч байгаа эсэх.

Тохиромжтой ангилал нь олборлосон элемент нь органик фаз руу дамждаг нэгдлүүдийн төрлийг харгалзан үздэг ангилал юм. Түүнээс гадна бүх нэгдлүүдийг ионжуулаагүй нэгдлүүд ба ионы нэгдлүүд гэсэн хоёр том ангилалд хувааж болно. Эдгээр нэгдлүүд нь зөвхөн химийн найрлагаараа ялгаатай төдийгүй тэдгээрийн үүсэх механизм, органик шингэрүүлэгчийн давхаргад шилждэг. Тэдгээрийн зарим нь урьд өмнө нь байдаг эсвэл ихэвчлэн усан уусмалд үүсдэг тул тэдгээрийг гаргаж авахад ихэвчлэн цэвэр шингэрүүлэгчийг ашигладаг. Бусад нь эсрэгээрээ, органик үе шатанд байрлах урвалж нь усан уусмалд агуулагдах металлын катионуудтай харилцан үйлчлэлийн улмаас олборлох явцад өөрөө үүсдэг.

Олборлох бүтээгдэхүүний авч үзсэн ангилал нь цахим бүтэц, олборлолтын систем дэх электрон харилцан үйлчлэлийн шинж чанараараа ижил төстэй хандлагч ба уусгагчийн тодорхой бүлгийг тодорхойлох боломжийг олгодог. Энэ ангиллын дагуу олборлогчийг гурван бүлэгт хувааж болно.

1. Нүүрс устөрөгч: ханасан алифатик (гексан, октан), ханаагүй алифатик (пентен, гексен), үнэрт (бензол, толуол).

2. Молекулууд нь нэг функциональ бүлэг атом агуулсан нэгдлүүд: спирт, эфир, эфир, кетон, нитро нэгдлүүд, нүүрсустөрөгчийн галоген деривативууд (хлороформ, нүүрстөрөгчийн дөрвөн хлорид, хлорбензол), хүхэр агуулсан нэгдлүүд (нүүрстөрөгчийн дисульфид, тиофен).

3. Нэгээс олон функциональ бүлэг атом агуулсан нэгдлүүд: диэтилдитиокарбамат, 8-гидроксихинолин гэх мэт.

Олборлолтын практик хэрэглээний боломжууд.

Элементүүдийн хольцыг салгах ажлыг голчлон сонгомол хандлагч ашиглан гүйцэтгэдэг. Жишээлбэл, циркони, хөнгөн цагааны аль нь ч дитизонтой огт урвалд ордоггүй тул дитизонат хэлбэрээр мөнгөн ус, висмутыг циркони, хөнгөн цагаанаас салгах нь тийм ч хэцүү биш юм. Илүү ердийн тохиолдол бол хуваалцсан элементүүдийг зарчмын хувьд бүгдийг нь гаргаж авдаг боловч тэнцүү биш байдаг. Энэ тохиолдолд рН, системийн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн концентраци, түүний дотор экстрагент зэрэг янз бүрийн концентрацийн нөхцөл дээр суурилдаг өөр нэг ялгах аргыг ашигладаг. Элементүүдийн исэлдэлтийн төлөвийг өөрчилснөөр салгаж авдаг. Жишээлбэл, галли ба төмрийг аминуудтай салгахдаа төмрийг олборлох боломжгүй хоёр валент төлөвт буулгаснаар үр дүнд хүрдэг. Дараа нь галли нь органик үе шатанд шилждэг. Олборлох явцад ялгах чадварыг сайжруулахын тулд масклах бодисыг усан үе шатанд нэвтрүүлдэг.

Олборлолтыг хими, газрын тос боловсруулах, хүнс, металлурги, эм зүй болон бусад аж үйлдвэрийн салбарт өргөнөөр ашигладаг, түүнчлэн аналитик хими, химийн синтезд ашигладаг.

Дүгнэлт.

Олборлолтын хэрэглээ хурдацтай өргөжиж байна. Одоогийн байдлаар аналитик хими, радиохими, цөмийн технологи, өнгөт болон ховор металлын технологийг нэрлэж болно. Нэмж дурдахад шинжлэх ухааны судалгаанд, жишээлбэл, цогц формацийн процесс, уусмал дахь бодисын төлөв байдлыг судлахад бэлтгэх, аналитик зорилгоор олборлох нь маш чухал болохыг тэмдэглэх нь зүйтэй. Олборлох аргуудын хөгжил ийм үе шатанд хүрч, тодорхой олборлох системийг ашиглах эсвэл олборлох тохиромжтой нөхцлийг сонгох замаар аливаа элементийг гаргаж авах эсвэл дурын хос элементийг салгах боломжтой болсон. Төрөл бүрийн нэгдлүүдийн олборлох чадварыг урьдчилан таамаглахын тулд термодинамик, зохицуулалтын хими, уусмалын онол, органик химийн ололт амжилтыг ашигладаг. Тиймээс олборлох системийг судлах нь ерөнхийдөө химийн хөгжилд хувь нэмэр оруулдаг.

Уран зохиол

Золотов Ю.А. Органик бус шинжилгээнд олборлолт. М .: Москвагийн Улсын Их Сургуулийн хэвлэлийн газар, 1988. 82 х.

Золотов Ю.А. Интракомплексийн нэгдлүүдийг гаргаж авах. М.: Наука, 1968. 313 х.

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

Даалгавар

Анод ба катодын процессын тэгшитгэл, натрийн хлоридын уусмал ба хайлмалын электролизийн ерөнхий тэгшитгэлийг бичнэ үү. Хэрэв процессыг хутгах замаар явуулбал ямар бодис үүсэх вэ? Урвалын тэгшитгэлийг бичиж, электрон-ионы тэнцвэрийг гарга. 5 кг натри авахын тулд 2000 А гүйдэлтэй электролиз хийхэд хэр хугацаа шаардагдах вэ, одоогийн үр ашиг 87% байна уу? Хэдэн литр хлор ялгарах вэ? 15%-ийн натрийн хлоридын уусмал -10.4oС-т хөлдөж байвал изотоник коэффициент, диссоциацийн зэргийг тооцоол.

K(-): Na + +е=Na 0 - исэлдүүлэгч бодис

A(+): 2Cl - – 2е= Cl 2 - ангижруулагч

2Na + + 2Cl - = 2Na + Cl 2

K(-): 2H 2 O +2е= H 2 +2 OH - - исэлдүүлэгч бодис

A(+): 2Cl - - 2е = Cl 2 - бууруулагч

2H 2 O + 2NaCl = H 2 + Cl 2 + 2NaOH

Хутгаснаар: Cl 2 + 2NaOH = NaClO + NaCl + H 2 O

Олборлох процессыг бараг үргэлж хоёр үе шаттай ч гэсэн ердийн химийн урвал гэж тодорхойлж болно. Олборлох урвал нь бараг үргэлж буцах боломжтой байдаг тул массын үйл ажиллагааны хуулийг олборлох процесст хэрэглэж болно. Олборлох урвалын тэнцвэрийн тогтмол байдлын талаар ярих боломжтой болох бөгөөд энэ тохиолдолд олборлох тогтмол гэж нэрлэдэг. Задрах чадвартай бодисыг олборлох үйл явцыг дараах байдлаар илэрхийлж болно.

Индексүүд нь органик (o) ба усан (a) үе шатуудыг заадаг. Органик урвалж (HA) нь органик уусгагчд уусдаг. Энэ урвалын концентрацийн тэнцвэрийн тогтмол (олборлолтын тогтмол - Kex)

Анхны бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн олборлосон нэгдлүүдийн найрлагыг мэддэг тохиолдолд л олборлох тогтмолын илэрхийлэл бичиж болно. Массын үйл ажиллагааны хуулийн зэрэгцээ олборлолтын системд хуваарилалтын хууль үйлчилдэг бөгөөд үүний дагуу тогтмол температур, даралттай үед холилдохгүй хоёр фаз дахь бодисын тэнцвэрийн концентрацийн харьцаа нь нийт концентрацаас үл хамааран тогтмол утга юм. бодисын. Энэ хэмжигдэхүүнийг тархалтын тогтмол гэж нэрлэдэг.

Энд [A]о ба [A]в нь органик ба усан фаз дахь бодисын тэнцвэрт концентраци юм. Гэсэн хэдий ч олборлож болох бодис нь ихэвчлэн өөр өөр хэлбэрээр байдаг. Нэгдлүүд нь янз бүрийн химийн хувиралд оролцдог: цогцолбор, гидролиз, полимержилт, диссоциаци гэх мэт. Үүнтэй холбоотойгоор органик болон усан фаз дахь бодисын нийт концентрацийн харьцаа тогтмол биш байна. Бодисын бие даасан хэлбэр бүрийн хувьд тархалтын хуулийг хангасан байх ёстой, өөрөөр хэлбэл [A]o / [A]b =. Үүнээс үзэхэд шууд туршилтаар хэмжиж болох тоон шинж чанарууд хэрэгтэй болно. Энэ нь үндсэндээ тархалтын коэффициент D бөгөөд энэ нь органик фаз дахь бодисын нийт концентрацийг усан дахь нийт концентрацид харьцуулсан харьцаа юм.

D-ийн утгыг концентрацийн аль ч тохиромжтой аргыг тодорхойлох замаар тооцоолж болно. Металл олборлохдоо атомын ялгаралт ба атом шингээлтийн спектрометр, вольтметри, спектрофотометр, цацраг идэвхт индикаторын аргыг энэ зорилгоор ашигладаг. Тархалтын тогтмолоос ялгаатай нь тархалтын коэффициентийн хувьд бодисын оршин тогтнох хэлбэрүүдийн ерөнхий үе шатуудын тогтмол байдал, тэгш байдал, системийн тэнцвэрт байдалд байх шаардлага байхгүй.

Тархалтын коэффициентийг мөн дараах байдлаар бичиж болно

Тархалтын коэффициент нь бодисын олборлох чадварыг тодорхойлдог боловч олборлолтын бодит бүрэн байдлыг тодорхойлдоггүй бөгөөд энэ нь органик болон усан фазын эзлэхүүний харьцаанаас хамаардаг. Тархалтын ижил коэффициентээр бодисыг бүрэн гаргаж авах тусам органик фазын эзэлхүүн ихсэх болно (усан дахь тогтмол эзэлхүүнтэй). Олборлосон бодисын эзлэх хувийг олборлох зэргээр илэрхийлнэ.

энд R нь бодисыг усан фазаас органик фаз руу гаргаж авах зэрэг; Cw ба Co - органик ба усан фаз дахь бодисын хэмжээ. Сэргээх хувь хэмжээг ихэвчлэн хувиар илэрхийлдэг.

Энд Vo ба Vв нь органик ба усан фазын эзэлхүүн юм. Фазын эзэлхүүний тэгш байдлын хувьд (Vо = Vв) бид олж авна

Сайн тусгаарлахын тулд тусгаарлах коэффициент өндөр байх нь хангалтгүй юм. Мөн тэдгээрийн тархалтын тогтмолуудын үржвэр нь нэгдмэл байдалтай ойр байх шаардлагатай. Практикт концентрацийн хүчин зүйлийг (S AB) мөн ашигладаг.

Олборлолтод нөлөөлөх чухал хүчин зүйлүүд нь фазын холбоо барих хугацаа орно. Асуудлын практик ач холбогдол нь юуны түрүүнд олон олборлолтын системд тэнцвэрт байдал нэн даруй хүрч чадахгүй байгаатай холбоотой юм. Олборлох хурд нь системд тохиолддог химийн урвалын хурд, ялангуяа хоёр фазын хоорондох бодисын массын шилжилтийн хурдаас хамаарна. Энэ тохиолдолд олборлолтыг хурдасгахын тулд янз бүрийн хүчин зүйлийг ашиглах шаардлагатай. Хэрэв массын дамжуулалт хамгийн удаан байвал фазын холих хурдыг нэмэгдүүлэх шаардлагатай. Химийн урвалын хурд нь харилцан үйлчлэгч бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн концентрацийг нэмэгдүүлэх, гидролиз, полимержих зэрэг хөндлөнгийн урвалыг дарах замаар нөлөөлж болно.

Тиймээс практик дээр олборлох аргыг боловсруулахдаа урвалын хурдыг судлах шаардлагатай байдаг. Үүнийг хийхийн тулд та тэнцвэрт байдалд хүрэх цагийг тохируулах хэрэгтэй. Энэ нь ихэвчлэн кинетик муруйг ашиглан хийгддэг, жишээлбэл, фазын контактын цаг хугацааны хуваарилалтын коэффициентийн хамаарал (Зураг 1). Олборлолтын зэрэг нь фазын холбоо барих хугацаанаас хамаарлыг судлах нь тархалтын коэффициент хангалттай өндөр байвал тэнцвэрийг бий болгох талаар зөв мэдээлэл өгөхгүй байж магадгүй бөгөөд үүнийг Зураг дээрээс харж болно. 2. Хэдийгээр хуваалтын коэффициентүүд нэмэгдсээр байгаа, өөрөөр хэлбэл тэнцвэр байхгүй ч нөхөн сэргэх хувь нь 100% бөгөөд систем тэнцвэрт байдалд байгаа мэт харагдаж болно.

Цагаан будаа. 1.

Цагаан будаа. 2.

Олборлох онолын сонирхолтой асуултуудын нэг бол олборлосон нэгдэл нь усан үе шатанд, органик үе шатанд эсвэл тэдгээрийн интерфэйсээр хаана үүсдэг вэ гэсэн асуулт юм. Энэ нь өөр өөр системд өөр байж болох ч олборлох хурдыг, жишээлбэл, өөр өөр уусгагчаар судлах нь энэ асуудлыг шийдвэрлэх боломжийг бидэнд олгодог.

Шийдэлүүдийн нэг нь янз бүрийн уусгагчтай нэгдлүүдийн нэгдлүүдийг гаргаж авах кинетикийг судлах явдал байж болно. Уусгагчийг тэдгээрийн доторх урвалж () тархалтын тогтмолууд өөр байхаар сонгох ёстой. Олборлох нөхцөл нь химийн харилцан үйлчлэлийн хурдыг кинетик байдлаар тодорхойлох ёстой. Энэ тохиолдолд урвалжийн рН ба концентраци ижил байх ёстой. Хэрэв нэгдэл нь усан үе шатанд үүссэн бол усан фаз дахь органик урвалжийн тэнцвэрт концентраци өндөр байх тусам олборлох хурд өндөр болно. Бага байх тусам концентраци ихэсдэг. Өөрөөр хэлбэл, экстрагент нь органик уусгагчид уусдаг бодис бага байх тусам олборлох хурд өндөр болно. Хэрэв нэгдэл нь хил дээр үүссэн бол урвалж нь органик уусгагчид уусдаг байх тусам олборлох хурд их байх болно. Органик үе шатанд нэгдэл үүсэх нь бараг боломжгүй, учир нь үүнийг хийхийн тулд олборлосон элемент нь органик уусгагч руу өөр аргаар орох ёстой.

Энэхүү нийтлэлд зарим туйлын органик уусгагч (этилен гликол, DMF, DMSO, ацетонитрил) ба ионы шингэн (N-метилбутилимидазолийн ацетат ба N-бутилпиридиний тетрафторборат)-ийн олборлох шинж чанарын харьцуулсан тайлбарыг өгсөн болно. Танилцуулгад уусгагч болох ионы шингэний давуу талууд - бараг тэг уурын даралт, алифат нүүрсустөрөгчид маш бага уусах чадвар зэргийг тодорхойлсон. Ихэнх ионы шингэнд электрон хандивлагч хэсгүүдийг зохицуулах чадвартай органик катион агуулагддаг тул тэдгээрийг туйлын болон электрон хандивлагч органик бодисын ханд болгон ашиглаж болно. Энэхүү ажилд PAH-ийн олон бүрэлдэхүүн хэсэгтэй стандарт уусмалыг судалсан. Тэднийг HPLC-ээр тусгаарласан. P бодисын тархалтын тогтмолын утгыг дараах томъёогоор тооцоолсон

тэнцвэрийн октаны уусмал ба анхны хроматограммын хроматограммын оргил талбай хаана ба байна;

ба - туйл ба октан фазын эзэлхүүн.

Ароматик цагирагийн тоо нэмэгдэхийн хэрээр тархалтын тогтмол нь буурч байгааг олж мэдсэн.

Бүх давуу талуудыг үл харгалзан PAHs-ийг олборлоход ионы шингэнийг ашиглах нь утгагүй юм, учир нь тэдгээр нь DMF ба DMSO-ээс доогуур шинж чанартай байдаг. DMF болон DMSO нь олборлолтод өргөн хэрэглэгддэг. Тэдний молекулуудад электрон дутагдалтай төвүүд байдаг бөгөөд энэ нь PAH молекулуудыг үр дүнтэй шийдвэрлэхэд хувь нэмэр оруулдаг. Үүний үр дүнд цөмийн протоны p-комплекс ба сольваци үүсдэг. Энэ шинж чанараас шалтгаалан DMF болон DMSO нь янз бүрийн хандыг цэвэршүүлэхэд ашиглагддаг.

Салгах үр ашиг нь давс нэмэхэд нөлөөлдөг. Уг ажил нь үнэрт нүүрсустөрөгчийн олборлолтыг судалдаг. 293 К-т PAH-ийн олборлох чадварыг судлахын тулд 1, 2, 3, 4, 5 моль/л органик давсны агууламжтай метилийн спирт дэх N,N"-бутилметилимидазолийн хлоридын уусмал - n-гептан зэрэг экстракцийн системийг судалсан. N,N хлоридын концентраци ихсэх тусам -бутилметилимидазолийн хэмжээ нь туйлын фазын бүтцийг нэмэгдүүлдэг (метилений бүлгийн өсөлт нь ойролцоогоор 0.1 нэгжээр нэмэгддэг). PAH-ууд дараах байдлаар ажилласан. Давсны агууламж нэмэгдэхийн хэрээр үнэрт нүүрсустөрөгчийн тархалтын тогтмолууд мэдэгдэхүйц буурч байна. Энэ тохиолдолд олон цагирагт аренуудын тархалтын тогтмолууд хамгийн огцом буурч, үнэрт цагирагуудын тоо нэмэгдэх тусам нүүрсустөрөгчийн олборлох чадварын цуврал (цагираг их байх тусам тархалтын тогтмолууд бага байх болно) нь хамгийн идэвхтэй, сонгомол аренуудын цувралтай тохирч байна. үнэрт нүүрсустөрөгчийн уусгагч - DMF ба DMSO.

Ажиглагдаж буй нөлөөлөл нь нэг талаас давс ба аренуудын хоорондох тусгай уусмалын нөлөөллөөс үүдэлтэй бөгөөд энэ нь p-комплекс, устөрөгчийн холбоо гэх мэтээр үүсгэгддэг. нөгөө талаас гидрофобик нүүрсустөрөгчийг туйлын фазаар шахах нөлөө. Хоёр эсрэг чиглэлтэй нөлөө байгаа нь метилийн спирт дэх N,N"-бутилметилимидазолийн хлоридын концентрациас PAH-ийн тархалтын тогтмолуудын хамааралд сул илэрхийлэгдсэн минимум байгааг тайлбарладаг.

Энэхүү ажлын үр дүнд үндэслэн метилийн спирт дэх N,N"-бутилметилимидазолийн хлоридын концентраци нэмэгдэхийн хэрээр n-гептаны тархалтын тогтмол болон тархалтын тогтмолуудын харьцаа мэдэгдэхүйц нэмэгдэж байна гэж дүгнэж болно. PAH-ийн .Энэ нь олборлох системийн салгах чадварыг нэмэгдүүлэхэд хүргэдэг.

1. Нернстийн тархалтын хууль

1. Нернстийн тархалтын хууль

1. Нернстийн тархалтын хууль

1. Нернстийн тархалтын хууль

2. Олборлолт

2. Олборлолт

2. Олборлолт

2. Олборлолт

2. Олборлолт

2. Олборлолт

2. Олборлолт

2. Олборлолт

2. Олборлолт

2. Олборлолт

2. Олборлолт

2. Олборлолт

2. Олборлолт

Технологийн факультетийн гуравдугаар курсын оюутнууд

Лабораторийн ажил гүйцэтгэх

Физик химийн чиглэлээр:

“Хуваарилалтын хууль. Шингэн олборлолт"

АЖЛЫН ЗОРИЛГО: хүнсний технологийн үндсэн процессуудын нэг болох шингэн ялгах процессын судалгаа.

АЖЛЫН ЗОРИЛГО: лабораторийн судалгаа хийх, туршилтын өгөгдлийг аналитик болон график аргаар боловсруулах практик ур чадвар эзэмших.

ОРШИЛ

Гурван бүрэлдэхүүн хэсэгтэй системийн онцгой тохиолдлуудын нэг нь дараахь зүйл юм: хоёр шингэн нь харилцан уусдаггүй, гурав дахь бүрэлдэхүүн хэсэг нь хоёуланд нь уусдаг. Системд тэнцвэрт байдалд хүрэх үед гурав дахь бүрэлдэхүүн хэсэг нь холилдохгүй хоёр шингэний фазын хооронд тодорхой харьцаагаар хуваарилагддаг бөгөөд чанарын хувьд тархалтын тогтмолоор тодорхойлогддог.

Хуваарилалтын хуулийг хэрэглэх хамгийн алдартай жишээ бол олборлолт, өөрөөр хэлбэл эхнийхтэй холилддоггүй тохиромжтой уусгагчтай уусмалаас бодис гаргаж авах бөгөөд нэгэн зэрэг олборлосон бодисыг уусгасан хэмжээнээс их хэмжээгээр уусгах явдал юм. эхлээд. Олон органик бодисын хувьд ийм уусгагч нь эфир, органик бус бодисын хувьд ус юм. Олборлолтыг дуусгахын тулд олборлосон бодисыг хоёр үе шатанд байгаа молекулын төлөвт шилжүүлнэ. Жишээлбэл, сул органик хүчлийг гаргаж авахдаа эрдэс хүчил нэмэх замаар түүний задралын зэргийг багасгах нь ашигтай байдаг. Энэ тохиолдолд салаагүй органик хүчлийн молекулуудыг илүү бүрэн гаргаж авдаг. Усанд органик бодисын уусах чадвар нь давс байгаа тохиолдолд мэдэгдэхүйц буурдаг - давсны нөлөө.

Олборлолт нь химийн, эм зүй, хүнсний болон бусад үйлдвэрлэлийн хамгийн түгээмэл процессуудын нэг юм. Олборлолтыг ургамлын гаралтай материалаас эфирийн тосыг гаргаж авах, цэвэршүүлэхэд өргөн ашигладаг. Дарс үйлдвэрлэхэд олборлох процессыг вермут үйлдвэрлэх түүхий эдийг олж авах, усан үзмийн нунтаг боловсруулахад ашигладаг.

I.ОНОЛЫН ХЭСЭГ

1.1. Хуваарилалтын хууль.

Хэрэв бодис нь хоорондоо холилдохгүй хоёр шингэнд уусдаг бол ийм хоёр шингэний холимогт уусвал Нернст-Шиловын хуулиар тогтоосон харьцаагаар тэдгээрийн хооронд хуваарилагдана.

Ууссан бодис нь ууссан бодисын хэмжээнээс үл хамааран хоёр холилдохгүй шингэний хооронд тогтмол концентрацийн харьцаагаар тархдаг.

K=C1/C2(1), С1 ба С2 нь 1 ба 2-р уусгагч дахь бодисын концентраци юм.

Тогтмол температур, уусмалын хангалттай шингэрүүлэлт, уусгагчтай уусгагчтай харилцан үйлчлэлцээгүй тохиолдолд хууль хангагдана.

Бодит нөхцөлд бодис уусах үед ууссан бодисын молекулуудын нэгдэх, задрах процесс явагддаг.

Тохиолдол 1. Уг бодис нь димерүүд гарч ирснээр устөрөгчийн холбоо үүссэний улмаас уусгагчийн аль нэгэнд холбогддог.

Эсвэл полимер

Энэ тохиолдолд түгээлтийн хууль дараах байдлаар харагдах болно.

K=C1Үгүй/C2эсвэл 2)

Энд N=M1/M2– нэг болон өөр уусгагч дахь бодисын дундаж молекул жингийн харьцаа.

Хэрэв бид (2) тэгшитгэлийг хувиргаж, логарифм авбал бид болно

Lg K = n lg C1 – lg C2эсвэл

Lg C2 = n lg C1 – lg K (3)

- Энэ бол шууд харилцаа юм LgC2 =F(LgC1)

Тэгшитгэл нь графикаар тодорхойлох боломжийг танд олгоно НТэгээд TOтуршилтын өгөгдлөөс.

Тохиолдол 2. Уусгагчийн аль нэгэнд (ихэнхдээ ус) бодис задрах ба нөгөөд нь (органик) холбоотой байдаг.

Хуваарилалтын хууль нь дараахь хэлбэртэй байна.

А - диссоциацийн зэрэг.

Жишээ 1. Ус ба бензолын хооронд фенолыг хуваарилахдаа дараах өгөгдлийг олж авав.

C1(H2O), кмоль/дм3 0.0316 0.123 0.327 0.750

C2(C6H6), кмоль/дм3 0.0077 0.159 0.253 0.390

Үнэ цэнийг тооцоолох TOТэгээд Нграфикаар.