Laboratorium sprawozdania cz. 3, Mechanika III semestr, Fizyka, Laboratoria i sprawozdania


Grupa: 22

Zespół: 1

Ćwiczenie: 11

Data: 21.05.97

1. Szczepan Bednarz

2. Magdalena Kępczyńska

3. Jarosław Zbroszczyk

Temat: Ekstrakcja.

Ocena:

I. Część teoretyczna.

Ekstrakcja to proces, który służy do wyodrębnienia związków rozpuszczonych w roztworach albo zawartych w mieszaninach stałych. Ekstrakcja służy rónież do usuwania zanieczyszczeń - jest to tzw. przemywanie. Zaleta ekstrakcji to naturalne rozpuszczalniki

W układzie składającym się z dwóch niemieszających się cieczy A i B oraz z trzeciej substancji C rozpuszczalnej zarówno w jednej jak i w drugiej cieczy zachodzi ustalenie stanu równowagi ilościowo opisanego równaniem Nernsta:

gdzie:

, - aktywność składnika C w fazie A i B.

W stałej temperaturze lewa strona wyrażenia jest wielkością stałą. Wielkość ta oznacza zazwyczaj KN, nazywana jest współczynnikiem podziału.

Równanie może być stosowane jako przybliżone jedynie w przypadku roztworów bardzo rozcieńczonych, szczególnie ostrożnie w odniesieniu do roztworów elektrolitów, których współczynniki aktywności różnią się wyraźnie od jedności już dla stężeń rzędu 10-2. Poważne odchylenia od prawa podziału wystąpią także w przypadku substancji asocjujących. Dodanie trzeciej substancji B do dwóch praktycznie nie mieszających się rozpuszczalników spowoduje wzrost ich wzajemnej rozpuszczalności, a więc współistniejące fazy są roztworami trójskładnikowymi o zmieniających się zawartościach A i C .

Prawo podziału nie będzie również zachowane, gdy w jednej z faz stężenie substancji rozpuszczonej określane jest dodatkowo reakcjami równowagowymi przebiegającymi w tej fazie. Odchylenia te mogą być podstawą do wyznaczenia stałej równowagi takiej reakcji. Reakcja:

przebiega jedynie w roztworze wodnym, nie zachodzi natomiast w fazie organicznej. Stałe równowagi powyższej reakcji wyraża się wzorem:

W przypadku gdy roztwór jest rozcieńczony, można przyjąć że współczynnik aktywności fi1

, zatem KaKc.

Jeżeli faza wodna, w której ustala się powyższa równowaga znajduje się w kontakcie z fazą organiczną np. CCl4, wówczas stężenie równowagowe I2 określone jest również współczynnikiem podziału:

Jeżeli znana jest wartość współczynnika podziału KN wówczas stężenie równowagowe jodu w roztworze wodnym możemy obliczyć na podstawie wartości stężenia jodu w fazie organicznej, wyznaczonej przez miareczkowanie fazy organicznej roztworem Na2S2O3. Jednocześnie całkowite stężenie jodu w fazie wodnej (w postaci I2 oraz I-) może być wyznaczone analogicznie poprzez miareczkowanie warstwy wodnej. Wówczas:

Ćwiczenie ma na celu umożliwić nam wyznaczenie stałej KC dla dwóch różnych temperatur dla reakcji: .

Wykonanie pomiaru:

II. Część obliczeniowa.

Warunki pomiaru:

T1 = 15.0 oC

T2 = 38.0 oC

Oznaczenia:

Vfazy (H2O) lub (CCl4) - objętość próbki warstwy H2O lub CCl4;

VNa2S2O3 - objętość 0.01 molowego Na2S2O3 zużyta w czasie miareczkowania;

CI2 (H2O) lub (CCl4) - stężenie I2 w warstwach (gdy H2O, to suma przeliczona na I2);

- stężenia równowagowe;

CI2, CNa2S2O3 - stężenia analityczne;

- stałe podziału Nernsta w odpowiednich temperaturach;

- stałe stężeniowe.

Wyniki:

Wnioski:

Jak widać z obliczeń wraz ze wzrostem temperatury wzrasta wartość stałej reakcji. Równowaga reakcji przesuwa się coraz bardziej w stronę tworzenia produktu. Pomiędzy entalpiami swobodnymi tej reakcji zachodzi zależność: . Z doświadczenia tego wynika też, że reakcja jest endotermiczna, ΔHr>0 (→ izobara Van't Hoffa).

Barwa roztworu I2 w CCl4 (niepolarny rozpuszczalnik) jest fiołkowa, czyli identyczna z zabarwieniem jodu gazowego, natomiast roztworu wodnego brunatna. Wynika stąd, że jod w rozpuszczalniku polarnym ulega pewnym przemianom, powodującym zmianę jego widma absorbcyjnego (→ kompleksy z przeniesieniem ładunku).

Literatura.

1. Sobczyk L., Kisza A., Gatner K., Koll A.: Eksperymentalna chemia fizyczna. PWN, Warszawa 1982.



Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
Laboratorium sprawozdania cz. 3, Mechanika III semestr, Fizyka, Laboratoria i sprawozdania
Laboratorium sprawozdania cz. 3, Mechanika III semestr, Fizyka, Laboratoria i sprawozdania
Laboratorium sprawozdania cz. 3, Mechanika III semestr, Fizyka, Laboratoria i sprawozdania
Laboratorium sprawozdania cz. 3, Mechanika III semestr, Fizyka, Laboratoria i sprawozdania
Laboratorium sprawozdania cz. 3, Mechanika III semestr, Fizyka, Laboratoria i sprawozdania
Laboratorium sprawozdania cz. 3, Mechanika III semestr, Fizyka, Laboratoria i sprawozdania
Laboratorium sprawozdania cz. 3, Mechanika III semestr, Fizyka, Laboratoria i sprawozdania
Laboratorium sprawozdania cz. 3, Mechanika III semestr, Fizyka, Laboratoria i sprawozdania
Laboratorium sprawozdania cz. 3, Mechanika III semestr, Fizyka, Laboratoria i sprawozdania
Laboratorium sprawozdania cz. 3, Mechanika III semestr, Fizyka, Laboratoria i sprawozdania
Laboratorium sprawozdania cz. 3, Mechanika III semestr, Fizyka, Laboratoria i sprawozdania
Laboratorium sprawozdania cz. 3, Mechanika III semestr, Fizyka, Laboratoria i sprawozdania
Laboratorium sprawozdania cz. 3, Mechanika III semestr, Fizyka, Laboratoria i sprawozdania
Laboratorium sprawozdania cz. 3, Mechanika III semestr, Fizyka, Laboratoria i sprawozdania

więcej podobnych podstron