Ekstraksiyon yönteminde dağılım kanunu. Ekstraksiyonun temel yasaları ve niceliksel özellikleri

Birbiriyle karışmayan iki sıvı alıp üçüncü bir bileşen eklerseniz, her iki çözücüde de değişen derecelerde çözünecektir. Denge kurulduğunda, elde edilen çözeltilerin konsantrasyon oranı belirli bir sıcaklıkta sabit olacaktır.

= K, bu Nernst dağıtım yasasının bir ifadesidir, burada

Aşama I ve II'deki üçüncü bileşenin konsantrasyonları;

K - dağıtım katsayısı.

Bir çözünen çözücülerden birinde ayrışır veya birleşirse Nernst denklemi şu şekilde olur:

Bulmak Kip Denklemin logaritmasını alırız ve düz çizginin denklemini elde ederiz

Koordinatlarda düz bir çizgi oluşturarak , bulalım " P» Düz bir çizginin eğim açısının tanjantı olarak (düz bir çizgi üzerinde yer alan herhangi iki nokta tarafından) tga =

InK, çizgi üzerinde bulunan herhangi bir noktanın değerlerinin yerine konularak denklemden bulunabilir.

Bu yasa çıkarma işleminin temelini oluşturur. Ekstraksiyon, bir bileşenin bir fazdan diğerine çıkarılmasıdır. Ekstraksiyon gerçekleşir Katı Faz- maddelerin katı fazdan sıvı faza ekstraksiyonu (örneğin, çay, kahve demlemek, tentürler, bitki özleri vb. hazırlamak) ve sıvı faz- sıvı bir çözeltiden bir çözünenin ekstraksiyonu özütleyici. Ekstrakte edilen maddenin ekstraktanttaki çözeltisine denir. çıkarmak ve maddeyi ondan çıkardıktan sonraki orijinal çözeltiye denir rafine etmek.

Sıvı faz ekstraksiyonunun verimliliğini hesaplamak için denklemi kullanın

(3.31)

Nerede X- rafinattaki ekstrakte edilmemiş maddenin oranı;

V- ilk çözümün hacmi;

Ekstraktif hacmi;

İLE- dağıtım katsayısı

P- çıkarma sayısı.

Denklemden de görülebileceği gibi ekstraksiyon ne kadar fazla olursa, rafinatta o kadar az madde kalır, yani ekstrakte edilmemişse ekstraktan tarafından o kadar fazla madde ekstrakte edilir. Ekstraksiyon verimliliği büyük ölçüde dağıtım katsayısının değeriyle belirlenir: ekstraktantın lehine olan katsayı ne kadar büyükse, ekstraksiyon o kadar etkili olur.

Bir metalin organik faza ekstraksiyonu ancak bu metalin bileşiklerinin organik bir çözücü içindeki çözünürlüğünün sudan daha yüksek olması durumunda mümkündür. Gerçek sistemlerde metal çeşitli bileşikler halinde bulunur. Ekstraksiyon sırasında orijinal çözeltide bulunmayan formların oluşabileceği dikkate alınmalıdır. Bu nedenle öncelikle metalin hangi formda çıkarıldığını ve çözünürlüğünün ne olduğunu tespit etmek gerekir. Herhangi bir bileşiğin çözünürlüğü birçok faktöre bağlıdır: maddenin doğası, sıcaklık ve basınç. Tipik olarak kimyasal olarak benzer maddeler, farklı yapıdaki maddelere göre birbirleriyle daha iyi çözünür. Aynı zamanda, benzerlik çok dar bir şekilde anlaşılmamalıdır çünkü moleküllerde aynı veya benzer davranışa sahip grupların varlığı çoğu zaman yeterlidir. Çözücü molekülleri, çoğu çözücünün molekülleri elektriksel dipol momentlerine sahip olduğundan, öncelikle elektrostatik tipte olmak üzere çözünmüş moleküllerle enerjik etkileşimlere girer.

Ekstraksiyon koşullarından biri yük nötralizasyonudur. Yüklü bileşikler organik bir çözücüye geçemez. Çözeltide bulunan metal iyonlarının yüksüz bir komplekse veya zıt yüklü uygun bir iyonla iyonik bir bileşime dönüştürülmesi gerekir. İyon yükünün büyüklüğü, iyonik bileşenlerin çıkarılmasında önemli bir rol oynar. Bu durumda, tek yüklü iyonlar en iyi şekilde organik faza ekstrakte edilirken, çift ve özellikle üçlü yüklü iyonlar daha kötü ekstrakte edilir. Ayrıca ekstrakte edilen bileşiğin hidrofobik olması ve hidroksil veya karboksil grupları gibi hidrofilik gruplar içermemesi gerekir.

Kimyasal reaksiyon olarak ekstraksiyon (temel yasalar ve niceliksel özellikler).

Süreçlerin temel niceliksel özellikleri çıkarma

Bir ayırma yöntemi olarak ekstraksiyon, analitik kimya ve kimyasal teknolojide uzun süredir kullanılmaktadır; bu yöntemin teorik temelleri uzun süre incelenmeden kalmıştır. Özellikle, ekstraksiyon işlemlerinin temel niceliksel özellikleri uzun süre incelenmeden kaldı ve bu, ekstraksiyonun uygulamaya yaygın şekilde uygulanmasının önünde kesin bir engeldi. Organik çözücülerle ekstrakte edilen bir maddenin miktarını hesaplamak için sabiti ve dağılım katsayısını, ekstraksiyon derecesini vb. bilmek gerekir.

M. Berthelot ve J. Jungfleisch, 1872'de deneysel verilere dayanarak, iki sıvı faz arasında dağıtılan bir maddenin denge konsantrasyonlarının oranının sabit olduğunu gösteren ilk araştırmacılardı. Bu ilişki, 1891'de dağıtım yasasını formüle eden W. Nernst tarafından termodinamik olarak türetilmiştir.

Dağılım kanununa göre, karışmayan veya sınırlı karışabilen iki sıvı içinde çözünen bir madde, aralarında sabit bir oranda dağıtılır. İdeal sistemler için bu oran yalnızca sıcaklığa ve maddenin doğasına bağlıdır ve konsantrasyona bağlı değildir. Dağıtım kanunu ancak her iki fazda da dağıtılan maddenin aynı formda olması durumunda geçerlidir.

Devamlı dağıtım maddeler. Bir ilişkiyi ifade eden sabit bir miktar konsantrasyonlar dağıtılmış maddeler her iki aşamada da bulunur (başlangıçtan sonra) denge) aynı biçimde denir devamlı dağılımlar:

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

nerede R o - devamlı dağıtım: [A] o -konsantrasyon maddeler organik fazda çözücü, köstebek/l; [A]B- konsantrasyon maddeler sulu fazda, köstebek/l.

Büyüklük sabitler dağıtım, dağıtımın niteliğine bağlıdır maddeler Kullanılan ekstraktantın bileşimi ve özellikleri, sıcaklık, üretildiği yer çıkarma. Bu devamlı dengeye bağlı değildir konsantrasyonlarçıkarılabilir maddeler ve sulu ve susuz fazların hacimleri.

Dağıtım katsayısı. Hesaplarken sabitler dağıtım maddeler formül (1)'e göre, dağıtılmış olduğundan emin olmanız gerekir. madde her iki fazda da aynı formdadır (aynı moleküler durumda). Ancak birçok ekstraksiyon sisteminde yukarıdaki koşul sağlanmamaktadır. Sıvı fazlardan birinde meydana gelebilir ayrışma, dernek, çözüm, hidroliz dağıtılmış maddeler, komplekslerin oluşumu vb. Ekstraksiyon hesaplamaları için denge bu tür sistemlerde varoluş biçimi dikkate alınmaz maddeler her aşamada ve yalnızca toplamın oranı (analitik) konsantrasyonlar dağıtılmış maddeler her iki aşamada da.

Açık temel toplamın belirlenmesi konsantrasyonlar hesaplanamaz devamlı ve verilen dağılım katsayısı maddeler uygulanan sistemde çözücüler (su- organik çözücü). Dağıtım katsayısı toplam analitik oranıdır. konsantrasyonlar maddeler organik fazda çözücü toplam analitik konsantrasyonlar Bu maddeler sulu fazda (olduğu form dikkate alınmadan) madde her aşamada):

D = C 0 / C B (2)

burada D dağıtım katsayısıdır; C hakkında - toplam analitik konsantrasyon maddeler organik fazda çözücü, köstebek/l; C B - toplam analitik konsantrasyon maddeler sulu fazda, köstebek/l.

Derece çıkarma. Derece çıkarma(yüzde çıkarma) çıkarılan miktarın oranıdır maddeler bunun toplam (başlangıç) miktarına maddeler Suda çözüm:

R = A 100 / N (3)

burada R derecedir çıkarma maddeler, %; Bir miktar maddeler organik olarak ekstrakte edilen çözücü; N - toplam (başlangıç) miktar maddeler Suda çözüm.

Ekstraksiyon işlemlerinin sınıflandırılması.

Ekstraksiyon sistemleri çok çeşitlidir. Ekstrakte edilebilir bileşiklerin, organik faza geçen bileşiğin türüne göre sınıflandırılması dikkate alınır. Bu kritere göre sınıflandırma Zolotov Yu.A. tarafından önerilmiştir:

Polar olmayan ve düşük polariteli maddelerin ekstraksiyonu,

Karmaşık metal asitlerin ekstraksiyonu,

Kompleks içi bileşiklerin (ICC'ler) ekstraksiyonu.

VKS, metal katonların organik maddelerle etkileşimi sırasında oluşur.

aktif gruplarından birinin mobil içermesi gereken reaktifler

kompleks oluşumu sırasında hidrojen atomunun yerini metal aldı, ikinci

(üçüncü vb.) ayrıca asidik veya daha sıklıkla bazik olabilir.

VKS ekstraksiyonu, sulu fazın asitliği, reaktifin konsantrasyonu, reaktifin dağılım sabitleri ve ayrışma sabitleri, kompleksin stabilite sabitleri ve dağılım sabitleri, sulu fazdaki rekabet eden reaksiyonlar gibi faktörlerden ve parametrelerden etkilenir. faz, elektrolit tuzlarının varlığı, element konsantrasyonu, sıcaklık ve çözücü.

Uygun bir sınıflandırma, ekstrakte edilen elementin organik faza geçtiği bileşiğin tipini dikkate alan sınıflandırmadır. Ayrıca, tüm bileşikler iki büyük kategoriye ayrılabilir: iyonize olmayan bileşikler ve iyonik bileşenler. Bu bileşikler sadece kimyasal bileşimlerinde değil aynı zamanda oluşum mekanizmalarında ve organik seyreltici tabakasına geçişlerinde de farklılık gösterir. Bunlardan bazıları önceden mevcut veya ağırlıklı olarak sulu bir çözelti içinde oluşuyor, dolayısıyla bunları çıkarmak için genellikle saf seyrelticiler kullanılıyor. Diğerleri ise tam tersine, organik fazda bulunan reaktifin sulu çözeltide bulunan metal katyonlarla etkileşimi nedeniyle ekstraksiyon işleminin kendisi sırasında oluşur.

Ekstraksiyon ürünlerinin dikkate alınan sınıflandırması, elektronik yapı ve ekstraksiyon sistemlerindeki elektronik etkileşimin doğası bakımından benzer olan belirli ekstraktan ve çözücü gruplarını tanımlamamıza olanak tanır. Bu sınıflandırmaya göre ekstraktanlar üç gruba ayrılabilir:

1. Hidrokarbonlar: doymuş alifatik (heksan, oktan), doymamış alifatik (penten, heksen), aromatik (benzen, toluen).

2. Molekülleri bir fonksiyonel atom grubu içeren bileşikler: alkoller, eterler, esterler, ketonlar, nitro bileşikleri, hidrokarbonların halojen türevleri (kloroform, karbon tetraklorür, klorobenzen), kükürt içeren bileşikler (karbon disülfür, tiyofen).

3. Birden fazla fonksiyonel atom grubu içeren bileşikler: dietilditiyokarbamatlar, 8-hidroksikinolin, vb.

Ekstraksiyonun pratik kullanım olanakları.

Element karışımlarının ayrılması öncelikle seçici ekstraktanlar kullanılarak gerçekleştirilir. Örneğin ditizonat formundaki cıva ve bizmutu zirkonyum ve alüminyumdan ayırmak zor değildir çünkü ne zirkonyum ne de alüminyum ditizon ile reaksiyona girmez. Daha tipik bir durum, paylaşılan öğelerin prensipte tamamının eşit şekilde olmasa da çıkarılmasıdır. Bu durumda değişen konsantrasyon koşullarına dayanan başka bir ayırma tekniği kullanılır: pH, ekstraktan dahil sistem bileşenlerinin konsantrasyonları. Ayırma aynı zamanda elementlerin oksidasyon durumunun değiştirilmesiyle de sağlanır. Örneğin galyum ve demiri aminlerle ayırırken etki, demirin ekstrakte edilemeyen iki değerlikli duruma indirgenmesiyle elde edilir. Galyum daha sonra organik faza geçer. Ekstraksiyon sırasında ayırmayı iyileştirmek için sulu faza maskeleme maddeleri eklenir.

Ekstraksiyon kimya, petrol rafinerisi, gıda, metalurji, ilaç ve diğer endüstriyel alanların yanı sıra analitik kimya ve kimyasal sentez alanlarında da yaygın olarak kullanılmaktadır.

Çözüm.

Ekstraksiyon uygulamaları hızla genişliyor. Şu anda analitik kimya, radyokimya, nükleer teknoloji, demir dışı ve nadir metaller teknolojisini sayabiliriz. Ek olarak, bilimsel araştırmalarda, örneğin karmaşık oluşum süreçlerini ve çözeltilerdeki maddelerin durumunu incelerken, hazırlık ve analitik amaçlar için ekstraksiyonun büyük önemine dikkat etmek gerekir. Ekstraksiyon yöntemlerinin gelişimi öyle bir aşamaya gelmiştir ki, artık belirli ekstraksiyon sistemleri kullanılarak veya uygun ekstraksiyon koşulları seçilerek herhangi bir elementin ekstraksiyonu veya herhangi bir element çiftinin ayrılması mümkün olmaktadır. Çeşitli bileşiklerin ekstraksiyon yeteneğini tahmin etmek için termodinamik, koordinasyon kimyası, çözelti teorisi ve organik kimyanın başarılarından yararlanılır. Bu nedenle ekstraksiyon sistemlerinin incelenmesi genel olarak kimyanın gelişimine katkıda bulunur.

Edebiyat

Zolotov Yu.A. İnorganik analizde ekstraksiyon. M.: Moskova Devlet Üniversitesi Yayınevi, 1988. 82 s.

Zolotov Yu.A. Kompleks içi bileşiklerin ekstraksiyonu. M.: Nauka, 1968. 313 s.

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

Görev

Anodik ve katodik işlemlere ilişkin denklemlerin yanı sıra sodyum klorür çözeltisi ve eriyiğin elektrolizi için genel denklemleri yazın. İşlem karıştırılarak yapılırsa hangi maddeler oluşacaktır? Reaksiyon denklemini yazın, elektron-iyon dengesini çizin. 5 kg sodyum elde etmek için 2000 A akımla elektroliz yapmak ne kadar sürer, akım verimliliği% 87'dir? Kaç litre klor açığa çıkacak? %15'lik bir sodyum klorür çözeltisinin -10,4 o C'de donması durumunda izotonik katsayısını ve ayrışma derecesini hesaplayın.

K(-): Na + +е=Na 0 - oksitleyici madde

A(+): 2Cl - – 2е= Cl 2 - indirgeyici madde

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

K(-): 2H 2 O +2е= H 2 +2 OH - - oksitleyici madde

A(+): 2Cl - - 2е = Cl 2 - indirgeyici madde

2H20 + 2NaCl = H2 + Cl2 + 2NaOH

Karıştırarak: Cl2 + 2NaOH = NaClO + NaCl + H20

Ekstraksiyon işlemi neredeyse her zaman normal, ancak iki fazlı bir kimyasal reaksiyon olarak tanımlanabilir. Ekstraksiyon reaksiyonları hemen hemen her zaman tersine çevrilebilir, dolayısıyla kütle etki yasası ekstraksiyon işlemlerine uygulanabilir. Bu durumda ekstraksiyon sabiti olarak adlandırılan ekstraksiyon reaksiyonunun denge sabitinden bahsetmek mümkün hale gelir. Ayrışma yeteneğine sahip maddelerin ekstraksiyon işlemi aşağıdaki gibi temsil edilebilir:

Alt simgeler organik (o) ve sulu (a) fazları belirtir. Organik reaktif (HA) organik bir çözücü içinde çözünür. Bu reaksiyonun konsantrasyon denge sabiti (ekstraksiyon sabiti - Kex)

Ekstraksiyon sabiti ifadesi ancak orijinal bileşenlerin ekstrakte edilen bileşiğinin bileşimi biliniyorsa yazılabilir. Kütle etkisi yasasının yanı sıra, dağıtım yasası ekstraksiyon sistemlerine uygulanabilir; buna göre, sabit sıcaklık ve basınçta, bir maddenin iki karışmayan fazdaki denge konsantrasyonlarının oranı, toplam konsantrasyondan bağımsız olarak sabit bir değerdir. maddenin. Bu miktara dağıtım sabiti denir:

burada [A]о ve [A]в, maddenin organik ve sulu fazlardaki denge konsantrasyonlarıdır. Bununla birlikte, ekstrakte edilebilir madde genellikle farklı formlarda mevcuttur. Bileşikler çeşitli kimyasal dönüşümlere katılabilir: kompleksleşme, hidroliz, polimerizasyon, ayrışma vb. Bu bağlamda, maddenin organik ve sulu fazlardaki toplam konsantrasyonlarının oranı sabit değildir. Bir maddenin her bir formu için dağılım yasasının karşılanması gerekir, yani [A]o / [A]b = . Bundan, doğrudan deneyle ölçülebilecek niceliksel özelliklere ihtiyaç duyulduğu anlaşılmaktadır. Bu öncelikle, bir maddenin organik fazdaki toplam konsantrasyonunun sudaki toplam konsantrasyonuna oranı olan dağılım katsayısı D'dir:

D değeri herhangi bir uygun konsantrasyon yöntemi belirlenerek hesaplanabilir ve. Metallerin çıkarılması sırasında bu amaçla atomik emisyon ve atomik absorpsiyon spektrometrisi, voltammetri, spektrofotometri ve radyoaktif göstergeler yöntemi kullanılır. Dağılım sabitinin aksine dağılım katsayısı durumunda, maddenin genel fazlardaki varoluş biçimlerinin sabitliği ve eşitliği ile sistemin dengede olması şartı aranmaz.

Dağıtım katsayısı aşağıdaki gibi de yazılabilir.

Dağılım katsayısı, bir maddenin ekstrakte edilme yeteneğini tanımlar, ancak organik ve sulu fazların hacimlerinin oranına bağlı olan ekstraksiyonun gerçek tamlığını belirlemez. Aynı dağılım katsayısında, madde ne kadar tamamen ekstrakte edilirse, organik fazın hacmi de o kadar büyük olur (sabit bir sulu hacimde). Ekstrakte edilen maddenin oranı ekstraksiyon derecesi ile ifade edilir:

burada R, bir maddenin sulu fazdan organik faza ekstraksiyon derecesidir; Cw ve Co - organik ve sulu fazlardaki madde miktarı. İyileşme oranı çoğunlukla yüzde olarak ifade edilir.

burada Vo ve Vв organik ve sulu fazların hacimleridir. Faz hacimlerinin eşitliği durumunda (Vо = Vв) şunu elde ederiz:

İyi bir ayırma için ayırma katsayısının yüksek olması yeterli değildir. Ayrıca dağılım sabitlerinin çarpımının bire yakın olması da gereklidir. Uygulamada konsantrasyon faktörü (S AB) de kullanılır:

Ekstraksiyonu etkileyen önemli faktörler faz temas süresini içerir. Sorunun pratik önemi, her şeyden önce, birçok ekstraksiyon sisteminde dengenin hemen sağlanamamasıyla ilişkilidir. Ekstraksiyon hızı, sistemde meydana gelen kimyasal reaksiyonların hızına, özellikle de maddenin iki faz arasındaki kütle aktarım hızına bağlıdır. Bu durumda ekstraksiyonu hızlandırmak için çeşitli faktörlerin kullanılması gerekir. Kütle aktarımı en yavaş ise faz karıştırma hızı arttırılmalıdır. Kimyasal reaksiyonların hızı, etkileşime giren bileşenlerin konsantrasyonlarının arttırılması, hidroliz ve polimerizasyon gibi müdahale edici reaksiyonların baskılanmasıyla etkilenebilir.

Bu nedenle pratikte ekstraksiyon yöntemleri geliştirilirken reaksiyon hızının incelenmesi gerekir. Bunu yapmak için dengeye ulaşacak zamanı ayarlamanız gerekir. Bu genellikle kinetik eğriler kullanılarak yapılır, örneğin dağıtım katsayısının faz teması zamanına bağımlılığı (Şekil 1). Ekstraksiyon derecesinin faz teması zamanına bağımlılığının incelenmesi, eğer dağıtım katsayıları yeterince yüksekse, Şekil 1'den görülebileceği gibi, dengenin kurulması hakkında doğru bilgi sağlayamayabilir. 2. Dağılım katsayıları artmaya devam etse de yani denge olmasa da geri kazanım oranı %100'dür ve sistem dengede gibi görünebilir.

Pirinç. 1.

Pirinç. 2.

Ekstraksiyon teorisindeki ilginç sorulardan biri, ekstrakte edilen bileşiğin nerede oluştuğu sorusudur: sulu fazda, organik fazda veya bunların arayüzeyinde. Bu, farklı sistemlerde farklı olabilir ancak ekstraksiyon hızının (örneğin farklı solventlerle) incelenmesi bu sorunu çözmemize olanak tanır.

Çözümlerden biri, kompleks içi bileşiklerin çeşitli çözücülerle ekstraksiyonunun kinetiğini incelemek olabilir. Çözücüler, reaktifin () içlerindeki dağılım sabitleri farklı olacak şekilde seçilmelidir. Ekstraksiyon koşulları, kimyasal etkileşimin hızının kinetik olarak belirleyici olacağı şekilde olmalıdır. Bu durumda reaktifin pH'ı ve konsantrasyonu aynı olmalıdır. Bileşik sulu fazda oluşuyorsa, organik reaktifin sulu fazdaki denge konsantrasyonu ne kadar yüksek olursa, ekstraksiyon hızı da o kadar yüksek olur. Ne kadar düşük olursa konsantrasyon da o kadar yüksek olur. Başka bir deyişle, ekstraktant organik bir solventte ne kadar az çözünürse, ekstraksiyon hızı da o kadar yüksek olur. Bileşik sınırda oluşuyorsa reaktif organik çözücüde ne kadar iyi çözünürse ekstraksiyon hızı da o kadar yüksek olur. Organik fazda bir bileşiğin oluşması pek mümkün değildir, çünkü bunun gerçekleşmesi için ekstrakte edilen elementin organik çözücüye başka bir şekilde geçmesi gerekir.

Makale, bazı polar organik çözücülerin (etilen glikol, DMF, DMSO, asetonitril) ve iyonik sıvıların (N-metilbutilimidazolyum asetat ve N-butilpiridinyum tetrafloroborat) ekstraksiyon özelliklerinin karşılaştırmalı bir tanımını sağlar. Giriş, iyonik sıvıların solvent olarak avantajlarını özetlemektedir - pratik olarak sıfır buhar basıncı ve alifatik hidrokarbonlarda son derece düşük çözünürlük. İyonik sıvıların çoğu, elektron veren parçacıkları koordine edebilen bir organik katyon içerdiğinden, polar ve elektron veren organik maddelerin özütleyicileri olarak kullanılabilirler. Bu çalışmada PAH'ların çok bileşenli standart çözümü üzerinde çalışıldı. HPLC ile ayrıldılar. P maddelerinin dağılım sabitinin değeri aşağıdaki formül kullanılarak hesaplandı

denge oktan çözeltisinin kromatogramındaki ve başlangıç ​​kromatogramındaki tepe alanı nerede ve nedir;

ve - polar ve oktan fazların hacimleri.

Aromatik halka sayısının artmasıyla dağılım sabitinin azaldığı tespit edildi.

Tüm avantajlara rağmen, özellikleri bakımından DMF ve DMSO'ya göre daha düşük olduğundan, PAH'ların ekstraksiyonu için iyonik sıvıların kullanılması mantıksızdır. Ekstraksiyonda DMF ve DMSO yaygın olarak kullanılmaktadır. Moleküllerinde, PAH moleküllerinin etkili bir şekilde çözülmesine katkıda bulunan elektron eksikliği olan merkezler bulunur. Sonuç olarak nükleer protonların p-kompleksleşmesi ve çözülmesi meydana gelir. Bu özelliğinden dolayı DMF ve DMSO çeşitli ekstraktların saflaştırılmasında kullanılır.

Ayırma verimliliği tuz ilavesinden de etkilenir. Çalışma aromatik hidrokarbonların ekstraksiyonunu inceliyor. PAH'ların 293 K'de ekstrakte edilebilirliğini incelemek için, 1, 2, 3, 4, 5 mol/l organik tuz konsantrasyonlarına sahip metil alkol içindeki bir N,N"-butilmetilimidazolyum klorür çözeltisi olan n-heptan gibi ekstraksiyon sistemleri incelendi. N,N klorür "-bütilmetilimidazolyum konsantrasyonunun artmasıyla polar fazın yapısı artar (metilen grubunun artışı yaklaşık 0,1 birim artar). PAH'lar aşağıdaki gibi davrandı. Tuz konsantrasyonunun artmasıyla aromatik hidrokarbonların dağılım sabitlerinde önemli bir düşüş olur. Bu durumda, çok halkalı arenlerin dağılım sabitleri en keskin şekilde düşer ve aromatik halka sayısı arttıkça hidrokarbonların ekstrakte edilebilirlik serisi (halka sayısı arttıkça, dağıtım sabitleri küçülür) en aktif ve seçici olan seriye karşılık gelir. aromatik hidrokarbonların çözücüleri - DMF ve DMSO.

Gözlemlenen etkiler, bir yandan, p-kompleksleşmesi, hidrojen bağları vb. nedeniyle tuz ve arenler arasındaki spesifik çözünme etkilerinden kaynaklanmaktadır. ve diğer taraftan hidrofobik hidrokarbonların polar faz tarafından dışarı itilmesinin etkisi. Zıt yönlü iki etkinin varlığı, PAH'ların dağılım sabitlerinin metil alkol içindeki N,N"-bütilmetilimidazolyum klorür konsantrasyonuna bağımlılığında zayıf şekilde ifade edilen minimumların varlığını açıklar.

Bu çalışmanın sonuçlarına dayanarak, metil alkoldeki N,N"-bütilmetilimidazolyum klorür konsantrasyonunun artmasıyla, n-heptanın dağılım sabitinin dağılım sabitlerine oranında önemli bir artış olduğu sonucuna varabiliriz. Bu ekstraksiyon sisteminin ayırma kapasitesinde bir artışa yol açan PAH'ların miktarı.

1. Nernst'in dağıtım yasası

1. Nernst'in dağıtım yasası

1. Nernst'in dağıtım yasası

1. Nernst'in dağıtım yasası

2. Ekstraksiyon

2. Ekstraksiyon

2. Ekstraksiyon

2. Ekstraksiyon

2. Ekstraksiyon

2. Ekstraksiyon

2. Ekstraksiyon

2. Ekstraksiyon

2. Ekstraksiyon

2. Ekstraksiyon

2. Ekstraksiyon

2. Ekstraksiyon

2. Ekstraksiyon

Teknoloji Fakültesi üçüncü sınıf öğrencileri

Laboratuvar çalışmasını gerçekleştirmek için

Konuyla ilgili fiziksel kimyada:

“Bölüşüm yasası. Sıvı ekstraksiyonu"

İŞİN AMACI: Gıda teknolojisinin ana süreçlerinden birinin sıvı ekstraksiyon sürecinin incelenmesi.

ÇALIŞMANIN AMACI: laboratuvar araştırması yürütme, deneysel verileri analitik ve grafiksel yöntemler kullanarak işleme konusunda pratik becerilerin kazanılması.

GİRİİŞ

Üç bileşenli sistemlerin özel durumlarından biri şudur: iki sıvı karşılıklı olarak çözünmez ve üçüncü bileşen her ikisinde de çözünebilir. Sistemde dengeye ulaşıldığında, üçüncü bileşen, niteliksel olarak bir dağılım sabiti ile karakterize edilen, birbiriyle karışmayan iki sıvı faz arasında belirli bir oranda dağıtılır.

Dağılım yasasının uygulanmasının en ünlü örneği ekstraksiyondur, yani bir maddenin bir çözeltiden, ilkiyle karışmayan ve aynı zamanda ekstrakte edilen maddeyi öncekinden daha büyük miktarda çözen uygun bir solventle ekstraksiyonudur. Birinci. Birçok organik madde için böyle bir çözücü eterdir ve inorganik maddeler için sudur. Ekstraksiyonu tamamlamak için ekstrakte edilen madde her iki fazda da bulunduğu moleküler duruma aktarılır. Örneğin, zayıf bir organik asit ekstrakte edilirken, bir mineral asit ilave edilerek ayrışma derecesinin azaltılması avantajlıdır. Bu durumda ayrışmamış organik asit molekülleri daha tam olarak ekstrakte edilir. Organik maddelerin sudaki çözünürlüğü, tuzların varlığında önemli ölçüde azalır - tuzlanmanın etkisi.

Ekstraksiyon kimya, ilaç, gıda ve diğer endüstrilerdeki en yaygın süreçlerden biridir. Ekstraksiyon, bitki materyallerinden uçucu yağları çıkarmak ve bunları saflaştırmak için yaygın olarak kullanılır. Şarap yapımında ekstraksiyon işlemi, vermut üretimi ve üzüm posası işlenmesi için hammadde elde etmek amacıyla kullanılır.

BEN.TEORİK BÖLÜM

1.1. Dağıtım kanunu.

Bir madde karışmayan iki sıvı içinde çözünürse, bu tür iki sıvının karışımı içinde çözündüğünde, aralarında Nernst-Shilov yasasına göre belirlenen oranda dağıtılır:

Çözünen madde, eklenen çözünen madde miktarından bağımsız olarak, birbirine karışmayan iki sıvı arasında sabit bir konsantrasyon oranında dağıtılır.

k=C1/C2(1), burada C1 ve C2, maddenin 1. ve 2. çözücülerdeki konsantrasyonlarıdır.

Kanun, sabit bir sıcaklıkta, çözeltilerin yeterli seyreltilmesinde ve çözünen maddenin çözücü ile etkileşiminin olmadığı durumlarda karşılanır.

Gerçek koşullarda, maddeler çözündüğünde, çözünmüş maddenin moleküllerinin birleşme ve ayrışma süreçleri meydana gelir.

Durum 1. Madde, dimer oluşumu ile hidrojen bağlarının oluşması nedeniyle çözücülerden birinde ilişkilidir:

Veya polimerler

Bu durumda dağıtım yasası şöyle görünecektir:

K=C1N/C2 veya 2)

Burada N=M1/M2– bir maddenin bir ve diğer çözücüdeki ortalama moleküler ağırlıklarının oranı.

Denklemi (2) dönüştürüp logaritmayı alırsak, şunu elde ederiz:

Lg K = n lg C1 – lg C2 veya

Lg C2 = n lg C1 – lg K (3)

- bu doğrudan bir ilişki LgC2 =F(LgC1)

Denklem grafiksel olarak belirlemenizi sağlar N Ve İLE deneysel verilerden.

Durum 2. Çözücülerden birinde (çoğunlukla su) madde ayrışır ve diğerinde (organik) birleştirilir.

Dağıtım kanunu şu şekli alır:

A dereceli ayrışma.

Örnek 1. Fenolün su ve benzen arasında dağıtılması sırasında aşağıdaki veriler elde edildi:

C1(H2O), kmol/dm3 0,0316 0,123 0,327 0,750

C2(C6H6), kmol/dm3 0,0077 0,159 0,253 0,390

Değeri hesapla İLE Ve N grafiksel olarak.