ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
63
Для упрощения изложения соль металла будем считать бинарным
электролитом, т.е. молекула соли состоит из одного катиона и одного
аниона. Заряды катиона и аниона в этом случае значения не имеют и
условно принимаются равными единице. С этой же целью будем считать,
что в органической фазе образуется сольват только с одной молекулой
экстрагента.
Соль металла и кислоты (
MAn) в водной фазе диссоциирует на ионы,
а в органической фазе образует сольват с молекулами экстрагента
S
M
+
+ An
–
+ S → MAn·S.
Согласно закону действия масс, константа равновесия этой реакции
]][][[
][
SAnM
SMAn
K
р
−+
⋅
=
. (9.1)
Квадратные скобки здесь означают молярные концентрации веществ.
Пусть равновесная концентрация распределяемого вещества в водной
фазе равна
x*, а в органической – y*. Тогда [M
+
] = x*; [MAn·S] = y*. Если в
водном растворе нет других солей с одноименным анионом
An
–
, то,
учитывая, что один моль катионов металла связан с одним молем анионов,
имеем [
An
–
] = [M
+
] = x*. Величина [S] в уравнении (9.1) является
концентрацией свободного, т.е. не связанного в сольват, экстрагента. Один
моль металла связывает один моль экстрагента, а
y* молей металла свяжут
y* молей экстрагента. Поэтому концентрация свободного экстрагента
[
S] = S
0
– y*, где S
0
– начальная концентрация экстрагента.
С учетом изложенного представим уравнение (9.1) в виде
()
***
*
0
ySxx
y
K
p
−⋅
=
.
Отсюда найдем уравнение изотермы экстракции
(
)
()
0
2
2
*1
*
* S
xK
xK
у
p
p
+
=
(9.2)
и коэффициента распределения
()
0
2
*1
*
*
*
S
xK
xK
x
y
k
p
p
+
==
. (9.3)
При низких концентрациях (К
р
(х*)
2
<< 1) изотерма (9.3) превращается
в параболу y* = К
р
(х*)
2
S
0
, а при высоких концентрациях (К
р
(х*)
2
>> 1) – в
горизонтальную прямую y* = S
0
. При этом изотерма экстракции имеет вид
б (см. рис. 9.1). Коэффициент распределения k при x* → 0 обращается в
нуль. Это означает, что глубокое извлечение экстрагируемого компонента
не достижимо.
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 61
- 62
- 63
- 64
- 65
- …
- следующая ›
- последняя »
