10

Patrycja Krzaczyńska

197834

Biotechnologia

wtorek 8¹⁵-10⁰⁰

Ćwiczenie nr 36

Oznaczanie współczynnika podziału acetonu pomiędzy toluen i wodę metodą refraktometryczną

1. Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia jest wyznaczenie współczynnika podziału acetonu pomiędzy dwie fazy, wodną i organiczną.

2. Wstęp teoretyczny

Współczynnik podziału - w dostatecznie rozcieńczonych roztworach stosunek stężeń składnika w dwóch współistniejących fazach ciekłych jest stały i niezależny od stężenia.

Refraktometria - wykorzystuje pomiary współczynników załamania światła badanych roztworów, na jej podstawie wnioskuje się o stężeniu oznaczanych substancji.

Określając stężenie acetonu w toluenie wykorzystujemy zależność:

Prawo podziału Nernsta - dotyczy układu dwóch nie mieszających się cieczy, w których rozpuszczalny jest trzeci składnik. Po ustaleniu się stanu równowagi w roztworze można wyznaczyć współczynnik podziału K.

K(T) - współczynnik podziału, a₃ - aktywność składnika,
- dwie nie mieszające się ciecze

Objętości oby faz(toluenowej i wodej) są takie same, a więc równowagowe stężenie acetonu w fazie wodnej wyznaczamy z zależności:

Współczynnik kierunkowy prostej, przechodzącej przez początek układu jest równy współczynnikowi podziału. Można go wyznaczyć z zależności:

Refraktometr - przyrząd optyczny do pomiaru współczynnika załamania światła n różnych ośrodków; działanie większości refraktometrów oparte jest na zużytkowaniu zjawiska załamania światła w pryzmacie wykonanym z badanej substancji ( bezpośrednio wyznacza się kąt najmniejszego odchylenia promienia świetlnego w pryzmacie) lub zjawiska całkowitego wewnętrznego odbicia. Dokładność pomiaru tymi refraktometrami jest rzędu

10^-5- 10^-4; większą dokładność, 10^-8 osiąga się w refraktometrach interferencyjnych (np.: r. Jamina ); wartość n wyznacza się wówczas z wielkości przesunięcia prążków interferencyjnych, które powstaje po wstawieniu badanego ciała w bieg jednej z dwu interferujących z sobą wiązek światła.

3. Wyniki pomiarów

Lp.	Roztwór wyjściowy		Roztwory równowagowe
	n	(C°)T	N	(C)T	(C)w
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

4. Część doświadczalna

W kolbach przygotowałam roztwory acetonu w toluenie o stężeniach i objętości podanej przez prowadzącego. Następnie odpipetowałam po 10 ml każdego roztworu do oddzielnych kolb i dodałam po 10 ml wody. Tak przygotowane mieszaniny dokładnie wytrząsałam, po czym pozostawiłam do czasu rozdzielenia faz. Później oznaczałam współczynnik załamania światła dla każdego z roztworów wyjściowych oraz dla roztworów wytrząsanych po rozwarstwieniu faz (roztwór pobierałam z górnej warstwy każdego badanego roztworu).

5. Obliczenia

a) obliczam stężenie acetonu w toluenie: początkowe
, w stanie równowagi
oraz stężenie acetonu w fazie wodnej

- dla roztworu 1

,gdzie n jest współczynnikiem załamania światła

= 0,6183 mol/dm³

= 0,4260 mol/dm³

= 0,6183 - 0,4260 = 0,1923 mol/dm³

- dla roztworu 2

= 1,4644 mol/dm³

= 0,6952 mol/dm³

= 1,4644 - 0,6952 = 0,7692 mol/dm³

- dla roztworu 3

= 2,0413 mol/dm³

= 0,9548 mol/dm³

= 2,0413 - 0,9548 = 1,0865 mol/dm³

- dla roztworu 4

= 2,6567 mol/dm³

= 1,2529 mol/dm³

= 2,6567 - 1,2529 = 1,4038 mol/dm³

- dla roztworu 5

= 3,3683mol/dm³

= 1,6087 mol/dm³

= 3,3683 - 1,6087 = 1,7596 mol/dm³

Wykres zależności stężenia acetonu w toluenie (C)_T od stężenia acetonu w wodzie (C)_W

b) obliczam współczynnik kierunkowy prostej, który jest równy współczynnikowi podziału K ze wzoru:

K = 0,908

6. Wnioski

Celem ćwiczenia było oznaczenie współczynnika podziału acetonu pomiędzy toluen i wodę metodą refraktometryczną. Oznaczony współczynnik przyjmuje wartość K = 0,908.

Błędy w oznaczeniu współczynnika podziału acetonu pomiędzy toluen i wodę mogą wynikać z:

- substancje chemiczne wykorzystywane w ćwiczeniu mogły być w pewnym stopniu zanieczyszczone

- aceton mógł w niewielkim stopniu odparować, ponieważ jest bardzo lotny

- mała dokładność wykonywania eksperymentu

---