wymaganiab bmp

nej rozpuszczalnikiem. W metodzie tej wykorzystuje się możliwość doboru takiego rozpuszczalnika, dla którego współczynnik podziału danego związku względem ekstrahowanego roztworu jest szczególnie korzystny. Efektywność ekstrakcji zależy nie tylko od wartości współczynnika podziału, lecz także od sposobu prowadzenia procesu.

tej substancji, wytrząsamy kilkakrotnie z v cm³ rozpuszczalnika. Jeżeli

Załóżmy, że V cm³ roztworu substancji A, zawierającego ą, gramów

przez mi oznaczymy ilość gramów substancji A pozostającą w roztworze po pierwszej ekstrakcji, to stężenie tej substancji w roztworze jest równe mi/V, a stężenie w rozpuszczalniku ekstrahującym (m₀ — mi j/v.

Zgodnie z prawem podziału Nernsta

Z równania 4.50 można wyliczyć ilość substancji A pozostałą w roztworze po pierwszej ekstrakcji

KV

(4.50a)

Po drugiej ekstrakcji taką samą ilością rozpuszczalnika w roztworze pozostanie m2 gramów substancji A i wtedy

Po n ekstrakcjach, przy użyciu za każdym razem v cm³ rozpuszczalnika, ilość pozostałej w roztworze substancji A będzie równa

(4.50c)

gdzie m₀ jest masą ekstrahowanej substancji, znajdującą się w objętości V wyjściowego roztworu, m_n — masą substancji ekstrahowanej, pozostałej w roztworze po n—krotnej ekstrakcji, v-objętością kolejnych porcji rozpuszczalnika, stosowanych do ekstrakcji, n — liczbą przeprowadzonych ekstrakcji, K — współczynnikiem podziału.

Analiza równania 4.50c prowadzi do wniosku, że większą wydajność procesu uzyskuje się przy wielokrotnym powtarzaniu ekstrakcji małymi porcjami rozpuszczalnika niż w przypadku ekstrakcji jednostopniowej, przy użyciu tej samej objętości rozpuszczalnika.

Przykład

Współczynnik podziału nowokainy pomiędzy wodę i eter wynosi K = 0,1. Nowokainę ekstrahowano z objętości V = 1000 cm³ roztworu wodnego. Całkowita zawartość nowokainy w tym roztworze wynosiła m₀ = 5, Og. Ekstrakcję prowadzono za pomocą v = 1000 cm³ eteru w dwojaki sposób: 1 — zużywając jednorazowo całą ilość eteru, 2 — porcjami po 100 cm³, powtarzając proces ekstrakcji dziesięciokrotnie (n = 10).

. Ilość wyekstrahowanej substancji w pierwszym przypadku wynosiła

. . ( 0,1 1000 _ . , m m₀ mi ⁵ “ ⁵    ^. _{1000 + 1000})    • 8

co stanowi 90% substancji ekstrahowanej.

W drugim natomiast przypadku ilość ekstrahowanej nowokainy wynosiła

m s m₀ - mio

„ / 0,1 1000 \¹⁰ _>

= 5 — 51-)    — 4,995 g

1.0,1-1000+100/ ’ ⁶

co stanowi 99,9% nowokainy ekstrahowanej.

Zamiast stosowania wielokrotnej ekstrakcji często stosuje się tzw. ekstrakcję ciągłą, prowadzoną w specjalnych ekstraktorach.

4.3.2. Ćwiczenie: Wyznaczanie współczynnika podziału kwasu octowego pomiędzy wodę i butanol lub wodę i eter

1. Wykonanie ćwiczenia

a)    Przygotować po 50 cm³ wodnych roztworów kwasu octowego o stężeniach około 1,0; 0,75; 0,50 i 0,25 mol/dm³ przez rozcieńczenie wyjściowego roztworu tego kwasu o stężeniu około 2 mol/dm³.

b)    Oznaczyć dokładnie stężenia przygotowanych roztworów kwasu (ci) przez zmiareczkowanie próbek o objętości 2 cm³ za pomocą 0,1 m NaOH, stosując fenoloftalinę jako wskaźnik (stężenie roztworów można wyrazić w cm³ użytego roztworu NaOH).

c)    Do naczyń z doszlifowanym korkiem o pojemności około 100 cm³ wprowadzić po 25 cm³ przygotowanych roztworów kwasu octowego i po 25 cm³ butanolu (lub eteru). Naczynia szczelnie zamknąć i wytrząsać przez okres 20—30 minut na wytrząsarce. Następnie pozostawić je na około 10—15 minut do wyraźnego rozdzielenia się warstw.

. d) W kolejnych naczyniach oznaczyć stężenie kwasu octowego, pozostałego w warstwie wodnej (C2). W tym celu pobrać pipetą 2 cm³ warstwy wodnej i zmiareczkować 0,1 m NaOH wobec fenoloftałeiny (stężenie roztworów można wyrazić w cm³ zużytego NaOH).

115