Методы концентрирования и разделения микроэлементов. Сальникова Е.В - 9 стр.

UptoLike

Рубрика: 

9
где
)(O
S и
)(B
S - растворимости вещества в органической и водной фазах.
Значение константы распределения зависит от природы распределяемого
вещества и экстрагента, а также от температуры, при которой проводится
экстракция, и не зависит от равновесных концентраций экстрагируемого
вещества и от объемов фаз.
Для нахождения константы распределения проводят серию опытов по
извлечению вещества при разных начальных, значит, и равновесных
концентрациях экстрагируемого вещества. При этом необходимо исследовать
по возможности более широкий диапазон равновесных концентраций. По
полученным экспериментальным данным строят график зависимости С
(О)
от
С
(В)
. Полезными оказываются графики зависимости lg С
(О)
от lg С
(В)
, особенно
когда величины С
(О)
и С
(В)
различаются на несколько порядков или когда
исследуемое вещество в одной из фаз находится в ассоциированном состоянии.
Наиболее часто наблюдаются следующие три типа зависимости С
(О)
от
С
(В)
(рисунок 1.1).
1) Экстрагируемое вещество в пределах исследованных равновесных
концентраций не образует ассоциатов ни в водной, ни в органической фазах. В
этих случаях зависимость С
(О)
от С
(В)
графически представляет прямую,
проходящую через начало координат (рисунок 1.1, прямая 1). Тангенс угла
наклона этой прямой к оси абсцисс равен константе распределения:
() ()
α
tgКСС
DВО
=
=
/ или
() ()
ВDO
CKC
=
(1.5)
Это уравнение прямой может быть названо уравнением изотермы экстракции.
Отношение С
(О)
/С
(В)
сохраняется постоянным, равным константе распределения
(рисунок 1.2, прямая 1).
2) Экстрагируемое вещество образует ассоциат (димер) в органическом
растворителе. В этом случае график зависимости С
(О)
от С
(В)
представляет собой
кривую с выпуклостью, обращенной к оси ординат (рисунок 1.1, кривая 2). Ни
отдельные значения С
(О)
и соответствующие значения С
(В)
, ни кривая в целом не
дают возможности непосредственно определить константу распределения.
Отношение С
(О)
/С
(В)
не остается постоянным. Описываемое явление
объясняется образованием ассоциатов в органической фазе
()
()
О
nВ
АnA
. В таких
случаях распределение описывается уравнением Н.А. Шилова:
[
]
()
[]
()
()
()
n
В
O
n
В
O
n
D
C
C
A
A
K ==
/
(1.6)
где
/
D
K - константа, соответствующая величине
[
]
()
O
n
А при условии, что
[]
()
В
A = 1 моль/л; n – коэффициент, характеризующий степень ассоциации.
Следует иметь ввиду, что константа
/
D
K не равна константе распределения
D
K ,
такое равенство наблюдается только при n = 1. При ассоциации в органической
фазе значения n > 1. Если ассоциирует только часть молекул растворенного
где S(O ) и S( B ) - растворимости вещества в органической и водной фазах.
       Значение константы распределения зависит от природы распределяемого
вещества и экстрагента, а также от температуры, при которой проводится
экстракция, и не зависит от равновесных концентраций экстрагируемого
вещества и от объемов фаз.
       Для нахождения константы распределения проводят серию опытов по
извлечению вещества при разных начальных, значит, и равновесных
концентрациях экстрагируемого вещества. При этом необходимо исследовать
по возможности более широкий диапазон равновесных концентраций. По
полученным экспериментальным данным строят график зависимости С(О) от
С(В). Полезными оказываются графики зависимости lg С(О) от lg С(В), особенно
когда величины С(О) и С(В) различаются на несколько порядков или когда
исследуемое вещество в одной из фаз находится в ассоциированном состоянии.
       Наиболее часто наблюдаются следующие три типа зависимости С(О) от
С(В) (рисунок 1.1).
       1) Экстрагируемое вещество в пределах исследованных равновесных
концентраций не образует ассоциатов ни в водной, ни в органической фазах. В
этих случаях зависимость С(О) от С(В) графически представляет прямую,
проходящую через начало координат (рисунок 1.1, прямая 1). Тангенс угла
наклона этой прямой к оси абсцисс равен константе распределения:

                         С(О ) / С( В ) = К D = tgα или C(O ) = K D ⋅ C( В )   (1.5)

Это уравнение прямой может быть названо уравнением изотермы экстракции.
Отношение С(О)/С(В) сохраняется постоянным, равным константе распределения
(рисунок 1.2, прямая 1).
      2) Экстрагируемое вещество образует ассоциат (димер) в органическом
растворителе. В этом случае график зависимости С(О) от С(В) представляет собой
кривую с выпуклостью, обращенной к оси ординат (рисунок 1.1, кривая 2). Ни
отдельные значения С(О) и соответствующие значения С(В), ни кривая в целом не
дают возможности непосредственно определить константу распределения.
Отношение С(О)/С(В) не остается постоянным. Описываемое явление
объясняется образованием ассоциатов в органической фазе nA( В ) ↔ Аn (О ) . В таких
случаях распределение описывается уравнением Н.А. Шилова:

                                                   [An ](O )       C(O )
                                          K D/ =               =               (1.6)
                                                    [A](nВ )       C(nВ )

где K D/ - константа, соответствующая величине [Аn ](O ) при условии, что
[A]( В ) = 1 моль/л; n – коэффициент, характеризующий степень ассоциации.
Следует иметь ввиду, что константа K D/ не равна константе распределения K D ,
такое равенство наблюдается только при n = 1. При ассоциации в органической
фазе значения n > 1. Если ассоциирует только часть молекул растворенного
                                                                                       9