7. Коефіцієнт розподілу

Якщо до системи з двох нерозчинних одна в одній рідин додати деяку речовину, то вона розподіляється між рідинами згідно із законом розподілу Нернста – Шилова. За цим законом відношення концентрацій розподіленої між двома нерозчинними рідинами речовини при даній температурі є величиною сталою:

, (7.1)

де – концентрація розчиненої речовини в одній рідині;– концентрація розчиненої речовини в іншій рідині;– коефіцієнт розподілу, який залежить від природи всіх трьох компонентів системи та температури.

Закон розподілу у вигляді (7.1) виконується лише тоді, коли в обох рідинах розчинена речовина не дисоціює та не асоціює. Якщо стан розчинених молекул у рідких фазах системи різний, то закон розподілу набуває іншого, складнішого вигляду. Шилов показав, що у загальному випадку, коли розмір частинок у розчиннику 1 менший, ніж у розчиннику 2, доволі часто виконується співвідношення

,

де  стала для даної системи при T = const величина.

Виконання роботи

Мета роботи: визначити коефіцієнт розподілу йоду між бензолом та водою.

У колби мірними циліндрами наливають зазначені в табл. 7.1 об’єми дистильованої води, насиченого розчину йоду в бензолі та чистого бензолу.

Таблиця 7.1 – Склад досліджуваних систем

Номер колби	1	2	3	4
Об’єм води, мл	150	150	150	150
Об’єм насиченого розчину йоду в бензолі, мл	25	20	15	10
Об’єм бензолу, мл	0	5	10	15

Колби закривають пробками і енергійно струшують протягом 15 – 20 хвилин. Після цього суміші виливають в ділильні лійки і чекають розшарування (після повного розділення фаз водний шар повинен бути прозорим). Зливають водний шар у колби, а бензоловий – у сухі пробірки. Титруванням визначають концентрації йоду у кожному шарі.

Аліквота водного шару для аналізу складає 50 мл; титрують її 0,01 – молярним розчином тіосульфату натрію за наявності крохмалю до зникнення синього забарвлення.

Концентрація йоду в органічній фазі значно більша, ніж у водній. Тому для аналізу відбирають піпеткою невеликі об’єми (5 мл) бензолового шару і титрують їх більш концентрованим 0,05 – молярним розчином Na₂S₂O₃. Перед титруванням до проби розчину йоду в бензолі крім крохмалю додають 20 – 30 мл дистильованої води. Колбу впродовж титрування енергійно збовтують. Це необхідно для прискорення переходу йоду з бензолу у воду, оскільки тіосульфат натрію реагує з йодом тільки у водному розчині.

Кожен розчин йоду титрують двічі. Результати записують у табл. 7.2.

Звіт

1. Дані експерименту:

Таблиця 7.2 – Дані титрування розчинів йоду у бензолі та воді

№ колби	Об’єм 0,05 – молярного розчину Na2S2O3, витраченого на титрування 5 мл бензолового шару, мл			Об’єм 0,01 – молярного розчину Na2S2O3, витраченого на титрування 50 мл водного шару, мл			Коефіцієнт розподілу, K
1
2
3
4

2. Обчислення концентрації І₂ в бензолі:

моль-екв/дм³.

3. Обчислення концентрації І₂ у воді:

моль-екв/дм³.

4. Розрахунок коефіцієнту розподілу І₂ між бензолом та водою за (7.1):

5. Висновок.

ЛІТЕРАТУРА: [1, с. 426 – 428; 2, с. 204 – 207; 3, с. 146 – 148; 4, с. 222 – 224; 6, с. 44; 7, с. 25 – 26].