UNIWERSYTET ZIELONOGÓRSKI Wydział Inżynierii Lądowej i Środowiska Instytut Inżynierii Środowiska
		CHEMIA FIZYCZNA LABORATORIUM
III ROK INŻYNIERII ŚRODOWISKA STUDIA DZIENNE
Współczynnik podziału (Nernsta) kwasu benzoesowego pomiędzy fazą wodną a fazą organiczną. TEMAT 4

1. METODYKA

Wyznaczanie współczynnika podziału kwasu benzoesowego pomiędzy fazą wodną, a ksylenową sprowadza się do : wymieszania w rozdzielaczach odważonej masy kwasu z dwufazową mieszaniną woda - ksylen, przeprowadzania ekstrakcji, dokonania odpowiednich analiz i obliczeń.

2.MATERIAŁY

Aparatura : 4 rozdzielacze ( 100 cm³ ), 4 naczyńka wagowe, zestaw do miareczkowania, pipety ( 5 cm³ ), 2 erlenmeyerki ( 100 cm³ ), statyw do rozdzielaczy, cylinder miarowy ( 50 cm³ ), łaźnia wodna.

Odczynniki: ksylen ( cz. d. a . ), kwas benzoesowy, woda destylowana, 0,01 molowy roztwór NaOH do miareczkowania, wskaźnik

3. WYKONANIE ĆWICZENIA

Na wadze analitycznej odważyć w naczyńkach wagowych 4 próbki kwasu benzoesowego, od 0,03 do 0,3 g. Wsypać je do 4 rozdzielaczy i do każdego wlać ( cylinder 50 cm³ ) 25 cm³ ksylenu. Po rozpuszczeniu się kwasu benzoesowego, do każdego rozdzielacza wlać 35 cm³ wody. Wstrząsać przez 5 min. Po sklarowaniu się faz rozdzielić fazę wodną od fazy ksylenowej i oznaczyć, w każdej z faz, całkowite stężenie kwasu benzoesowego.

W tym celu z każdej fazy ksylenowej należy pobrać dwukrotnie po 2 cm³ roztworu, dodać 20 cm³ wody, odparować na łaźni wodnej ksylen i miareczkować na gorąco 0,01 molowym NaOH wobec fenoloftaleiny.

Z faz wodnych pobrać dwukrotnie po 5 cm³, dodać 20 cm³ wody i po ogrzaniu na łaźni wodnej miareczkować jak wyżej.

4. PRZEDSTAWIENIE WYNIKÓW POMIARÓW

Oznaczając stężenie kwasu benzoesowego w wodzie przez c⁽¹⁾ oraz w ksylenie przez c⁽²⁾ przedstawić wyniki pomiarów w tabeli 1. Stężenia c⁽¹⁾ oraz c⁽²⁾ obliczamy w oparciu o wyniki miareczkowania odpowiednich próbek 0,01 molowym roztworem NaOH.

Zgodnie z równaniem [1]:

W tabeli obliczyć stosunek c⁽²⁾/ c⁽¹⁾; stosunek c⁽²⁾/ c⁽¹⁾(1 - α) oraz c⁽¹⁾ (1 - α), przyjmując stałą dysocjacji kwasu benzoesowego K_t= 6,46 x 10^-5 oraz wartość α wyliczoną z poniższego wzoru:

K_t = c^{(1) .}

Tabela 1.Wyniki pomiaru współczynnika podziału

Lp.	naważki kwasu [g]	c^(1) [mol/dm^3]	c^(2) [mol/dm^3]	c^(1) (1 - α)	c^(2)/ c^(1)	c^(2)/ c^(1)(1 - α)
1	0,310
2	0,194
3	0,070
4	0,037

Współczynnik podziału kwasu K_c kwasu benzoesowego pomiędzy wodą i ksylenem wyznaczyć graficznie - rys.1.

W omówionym powyżej ćwiczeniu wartość eksperymentalnie wyznaczonego współczynnika podziału K_c = 0,869.

Rys. 1. Graficzne wyznaczenie współczynnika podziału kwasu benzoesowego pomiędzy wodą a ksylenem.

5. ZAKRES MATERIAŁU TEORETYCZNEGO.

Równowagi fazowe. Równowagi w układzie: ciecz - ciecz (ciecze o ograniczonej rozpuszczalności wzajemnej). Prawo podziału - współczynnik podziału Nernsta. Ekstrakcja.

Współczynnik podziału Nernsta...

2