Лабараториялық жұмыс2

БӨЛІНУ ЗАҢЫ (экстракция)

І. ЖҰМЫСТЫҢ МАҚСАТЫ: Бір – бірінде араласпайтын екі сұйықтарды үшінші компоненттің бөліну заңдылығын зерттеу.

ІІ. ЖҰМЫСҚА БЕРІЛГЕН ТАПСЫРМА: Бензолда және суда еріген иодтың концентрациясын анықтау. Су мен бензолдағы иодтың бөліну коэффициентін есептеу.

ІІІ. ТЕОРИЯЛЫҚ БӨЛІМ. Екі араласпайтын сұйықтан тұратын системаға, екуеіндеде еритін үшін затты қосса, онда еритін зат екі сұйықта да таралады, әрбіреуінің ерігіштігіне пропорционалды түрде бөлінеді. Екі араласпайтын еріткішке заттың бөлінуі қолданбалы және теориялық химияда кеңінен қолданылады, өткені экстракция жүргізуге қолайлы, сондай-ақ еріген заттың ассоциациясын (диссассоциациясын) көрсетуге мүмкіншілік болады. Екі еріткіштеде еріген зат мономерлі молекула түрінде, бірдей жағдайда болады. Екі қосарланған фазада болатын заттардың химиялық потенциалы бірдей болу керек. Егер олай болмаса, система тепе-теңдік жағдайда болмайды. осыдан .

Мұндағы: - І және ІІ фазадағы !-затының химиялық потенциалдары.

R – универсальды газ тұрақтысы, Дж/моль,

Т – Кельвин шкаласы бойынша температура, К

- І және ІІ фазадағы !-затының активтіліктері.

Сонда,

(1)

К – бөліну коэффиценті деп аталады. Бөліну коэффициенті температураға тәуелді, еріген заттың жалпы мөлшеріне тәуелсіз. Сұйықталған ерітінділер үшін активтіліктің орнына концентрацияны қолданады:

(2)

Егерде екі фазаға бөлінетін зат диссоциацияланса, онда (2) теңдеудің орнына:

(3)

мұндағы α₁ α₂ - әрбір еріткіштегі заттың диссоциациалану дәрежелері.

Егерде зат ассоцияланған түрде болса келесі теңдеумен өрнектеледі:

(4)

мұндағы (М₁ және М2 - әрбір еріткіштегі еріген заттың орташа молярляқ массалары).

Мысал ретінде су мен хлороформда иодтың бөлінуін қарастырайық.

Екі еріткіштегі иодтың бөліну коэффициенті 130 тен. Бұл деген, егерде құрамында еріген иод бар суға, онымен араласпайтынхлороформды қосып, системаны шайқап, біраз қойса, онда тепе-теңдік орнағанда хлороформдағы иодтың коцентрациясы, иодтың жалпы еріген мөлшеріне тәуелсіз, суға қарағанда 130 есе жоғары болады. Сондықтан судың құрамында еріген иодтың негізгі бөлігін хлороформ көмегімен экстракциялап бөліп алуға болады.

IV. ПРАКТИКАЛЫҚ БӨЛІМ. Сыйымдылығы 200 мл болатын колбаларға 0,01 N I₂ судағы ерітіндісінен, таза органикалық еріткіштен және судан үш қоспа дайындайды.

Қоспаның реті	Мөлшері, мм
	0,01 н	Органикалық еріткіш	Н2О
1	20	15	30
2	30	15	20
3	40	15	10

Колбаларды тығынмен жауып үздіксіз 10 мин арасында тығынды ашып ауаны шығару арқылы шайқайды. Содан кейін қоспаны бөлінетін шөлмекке (де лит.воронк) құйып, сұйықтар бөліну үшін 5 мин қояды. Органикалық қабатты 100 мл колбаға жеке, сулы қабатты жеке 100 мл колбаға бөліп алады. Органикалық қабаттағы иодтың концентрациясын анықтау үшін 5 мл пипеткамен үлгі алып, оны 25 мл дистильденген сумен сұйылтып, крахмал қатысында 0,005н Na₂S₂O₃ ерітіндісімен титрлейді. Титрлеу барысында колбаны үнемі шайқап отыру керек. Сулы қабаттың көк түсті түссізделгенше титрлейді.

Сулы қабаттағы иодтын концентрациясын анықтау үшін сулы қабаттан 25 мл пипеткамен үлгі алып, крахмал қатысында 0,001н Na₂S₂O₃ ерітіндісімен көк түс жылытылғанша титрлейді. Әрбір титрлеуді үш реттен жүргізеді.

Нәтижелерді таблицаға жазады:

Тәжірибенің температурасы _________

Органикалық еріткіш ___________

Қоспа реті	Сулы қабат			Сусыз қабат
	Алынған үлгі көлемі мл	0,001 н Na2S2O3 көлемі мл	конц I2 C1	Алынған үлгі көлемі мл	0,001 н Na2S2O3 көлемі мл	конц I2 C2	Vx	LgC1	LgC2	n

Концентрацияны келесі формуламен есептейді:

сулы қабат:

сусыз қабат:

V. ТАПСЫРМА.

1. Сулы ерітіндіден органикалық еріткішпен экстракция жүргізіп, сулы және органикалық қабаттағы тепе-теңдік концентрациясын есепте

2. координатасында график сызып, түзу сызықтан көлбеу бұрышының тангенсі бойынша п – шамасын анықта

3. , п шамалары бойынша бөліну коэффициентін (К) барлық қоспалар үшін анықтап, орташа мәнін есепте

VІ. БАҚЫЛАУ СҰРАҚТАРЫ.

1. Бөліну заңы (анықтамасы, формуласын қорту)

2. Бөліну заңынан туындайтын еріген заттың активтілігін анықтау

3. Ерітінділерді экстракциялау. Экстракцияның сатыларының соңын есептеу.