8.4 WSPÓŁCZYNNIK PODZIAŁU.
OPRACOWANIE I DYSKUSJA WYNIKÓW.

Tabela 1.

nr kolbki	całkowita masa kwasu, m [g]	objętość NaOH, V [cm3]	stężenie kwasu w fazie (1), C1 [M]	stężenie kwasu w fazie (2), C2 [M]
1	0,1	0,7 *4 = 2,8	0,007	0,033943
2	0,2	0,9*4 = 3,6	0,009	0,072887
3	0,3	1,1*4 = 4,4	0,011	0,11183
4	0,4	1,3*4 = 5,2	0,013	0,150773

Rzeczywista masa molowa badanej substancji $M_{\text{HA}} = 122,13\left\lbrack \frac{g}{\text{mol}} \right\rbrack\ $
Objętość fazy 1 V₁ = 20cm³
Objętość fazy 2 V₂ = 20cm³
Stężenie roztworu NaOH $C_{\text{NaOH}} = 0,05\left\lbrack \frac{\text{mol}}{\text{dm}^{3}} \right\rbrack$

$$C_{1} = \frac{C_{\text{NaOH}}*V_{\text{NaOH}}}{V_{1}}$$

$$C_{2} = \frac{m_{2}*1000}{M_{\text{HA}}*V_{2}} = \frac{1000*m - C_{1}*V_{1}*M_{\text{HA}}}{M_{\text{HA}}*V_{2}}$$

Tabela 2.

lp.	m [g]	m1 [g]	m2 [g]	C1 [M]	C2 [M]	α	C1(1-α)	C2/[C1(1-α)]
1	0,1	0,002394	0,097606	0,007	0,033943	0,091562	0,0063591	5,337786
2	0,2	0,003957	0,196043	0,009	0,072887	0,081133	0,0082698	8,813591
3	0,3	0,005911	0,294089	0,011	0,11183	0,073697	0,0101893	10,97521
4	0,4	0,008255	0,391745	0,013	0,150773	0,068008	0,0121159	12,44426

Obliczenia masy kwasu w fazie wodnej : $m_{1} = \ \frac{C_{1}*V_{\text{NaOH}}*M_{\text{HA}}}{1000}$
oraz w fazie organicznej: m₂ = m −  m₁

$$\alpha = \frac{{- K}_{d} + \sqrt{K_{d}^{2} + 4C_{1} \bullet K_{d}}}{2C_{1}}$$

α − stopien dysocjacji

K_d −  stala dysocjacji

K_d = 6.46 * 10⁻⁵ (25)

Z wykresu możemy odczytać równanie prostej y=ax+b, gdzie wartości a i b wynoszą odpowiednio:

a=0,409

b=-3,6001

Stąd:

- wartość wykładnika potęgowego n=0,409

- wartość współczynnika podziału K wynosi

lnK=-3,6001

K = e^−3, 6001 = 0, 02732

Na podstawie danych wyznaczono wartość wykładnika potęgowego n, wartość ta jest różna od jedności i wynosi 0,409. Na podstawie wartości tego współczynnika możemy wysunąć wniosek, iż zachodzi proces dysocjacji kwasu benzoesowego w fazie wodnej oraz asocjacji w toluenie (fazie organicznej). Na podstawie wartości współczynnika n możemy obliczyć liczbę cząsteczek, które uległy procesowi asocjacji $\frac{1}{n} = 2,445$. Wartość współczynnika podziału K wynosi 0,02732. Wpływ na wartość tego współczynnika mają zjawiska asocjacji i dysocjacji.

Z powyższego wykresu możemy odczytać równanie prostej y=ax+b, gdzie wartości a i b wynoszą odpowiednio:

a=1223,2

b=-1,9015

$$y = \frac{1}{k} + \frac{2K_{a}}{k^{2}} \bullet x$$

$$\frac{1}{k} = - 1,9015\text{\ \ \ } \rightarrow \text{\ \ \ }k = - 0,5259$$

$$\frac{2K_{a}}{k^{2}} = 1223,2\text{\ \ \ } \rightarrow \text{\ \ \ }\mathbf{K}_{\mathbf{a}} = \frac{({- 0,5259)}^{2} \bullet 1223,2}{2} = \mathbf{169,15}$$

WNIOSKI:

Wpływ na wartość współczynnika K mają:

-rodzaj składników układu,

-temperatura.

Wpływu na wartość współczynnika K nie mają:

-ilość substancji rozpuszczonej,

-objętości cieczy.

Współczynnik podziału K wyznaczony w doświadczeniu wyniósł 0, 02732. Wynik ten świadczy o tym, że kwas benzoesowy lepiej rozpuszcza się w fazie organicznej (toluenie). Na podstawie wartości współczynnika potęgowego n możemy sprawdzić ile razy masa molowa badanej substancji
w rozpuszczalniku jest mniejsza (lub większa) od masy molowej substancji badanej w rozpuszczalniku drugim.

Na wartości K i n mogły mieć wpływ:

-błąd miareczkowania,

-niedokładność podczas ważenia substancji badanej,

-błąd paralaksy,

-nieszczelność rozdzielaczy użytych do ekstrakcji.