Задачи для самостоятельного решения

<1. Рассчитайте ><коэффициент ><распределения ><D ><муравьиной ><кислоты ><НСООН ><между ><бензолом ><и ><водой ><при ><25><°С ><и ><при ><двух ><ее ><суммарных ><концентрациях ><в ><водной ><фазе, ><равных ><2,5739 ><и ><9,0466 ><моль/л, ><если ><суммарные ><концентрации ><в ><органической ><фазе, ><находящейся ><в ><равновесии ><с ><водной ><фазой, ><соответственно ><равны ><0,00568 ><и ><0,0378 ><моль/л. ><Ответ: ><0,0022 ><и ><0,0042.>

<2. Рассчитайте ><коэффициент ><распределения ><D ><уксусной ><кислоты ><СН_ЗСООН ><между ><хлороформом ><и ><водой ><при ><25><°С, ><находящимися ><в ><равновесии, ><если ><аналитическая ><концентрация ><уксусной ><кислоты ><в ><водной ><и ><органической ><фазе ><равна ><соответственно ><1,188 ><и ><0,1351 ><моль/л.> <Ответ: ><0,1137.>>

<<3. Рассчитайте ><коэффициент ><распределения ><D ><йода ><между ><сероуглеродом ><и ><водой, ><находящимися ><в ><равновесии ><при ><25><°С, ><если ><аналитическая ><концентрация ><йода ><в ><органической ><и ><водной ><фазе ><равна ><соответственно ><0,03036 ><и ><5,18*10^-><⁵><моль/л.> <Ответ: ><586.>

<4. Определите ><степень ><извлечения ><бензойной ><кислоты ><С><₆><Н><₅><СООН ><диэтиловым ><эфиром ><из ><водного ><раствора ><при ><10><°С ><однократной ><экстракцией, ><если ><аналитическая ><концентрация ><бензойной ><кислоты ><в ><водной ><и ><органической ><фазе ><соответственно ><равна ><0,00249 ><и ><0,226 ><моль/л. ><Объемы ><водной ><и ><органической ><фазы ><одинаковы.> <Ответ: ><98,9%.>

<5. При ><экстракции ><диэтиловым ><эфиром ><микроколичеств ><сурьмы(V) ><из ><водных ><солянокислых ><растворов ><(с(НС1) ><= ><6 ><моль/л) ><коэффициент ><распределения ><сурьмы(V) ><D(Sb><^v><) ><= ><4,7. ><В ><присутствии ><в ><водном ><растворе ><железа(III) ><коэффициент ><распределения ><сурьмы(V) ><возрастает ><до ><D(Sb><^v><) ><= ><22,1: ><наблюдается ><соэкстракция.> <Рассчитайте ><степень ><извлечения ><сурьмы(V) ><из ><водных ><растворов ><в ><органическую ><фазу ><при ><отсутствии ><и ><в ><присутствии ><железа(III), ><если ><объем ><водной ><и ><органической ><фаз ><одинаков: ><V><_водн>< ><=V><_opr><.> <Ответ: ><степень ><извлечения ><сурьмы(V) ><равна ><82,5 ><и ><95,5% ><при ><отсутствии ><и ><в ><присутствии ><железа(III) ><соответственно.>

<6. Определите, ><как ><изменится ><степень ><извлечения ><сурьмы(V), ><если ><в ><предыдущей ><задаче: ><а) ><уменьшить ><объем ><органического ><экстрагента ><(диэтилового ><эфира) ><в ><5 ><раз ><или ><б) ><увеличить ><объем ><органического ><экстрагента ><в ><5 ><раз.> <Ответ: ><а) ><степень ><извлечения ><сурьмы(V) ><понизится ><до ><48,5 ><и ><80,4% ><соответственно ><при ><отсутствии ><и ><в ><присутствии ><железа(III); ><б) ><степень ><извлечения ><сурьмы(V) ><возрастет ><до ><95,9 ><и ><99,1% ><соответственно ><при ><отсутствии ><и ><в ><присутствии ><железа(III).>

<7. При ><экстракции ><микроколичеств ><ионов ><цинка ><Zn ><диэтиловым ><эфиром ><из ><кислых ><водных ><растворов ><(с(III) ><=1,5 ><моль/л) ><степень ><извлечения ><цинка ><из ><водного ><раствора ><составляет ><R(Zn><²⁺><) ><= ><36,31%, ><а ><в ><присутствии ><ионов ><кадмия ><Cd><²⁺>< ><возрастает ><до ><R(Zn><²⁺><) ><= ><84,92% ><(наблюдается ><соэкстракция ><цинка ><и ><кадмия). ><Вычислите ><коэффициент ><распределения ><цинка ><между ><органической ><и ><водной ><фазами ><в ><обоих ><случаях, ><если ><объем ><водной ><и ><органической ><фаз ><одинаков.> <Ответ: ><0,57 ><и ><3 ><при ><отсутствии ><и ><в ><присутствии ><ионов ><кадмия ><соответственно.>

<8. При ><экстракции ><анилином ><микроколичеств ><вольфрама(VI) ><из ><водных ><солянокислых ><растворов ><(с(НС1) ><=1,5 ><моль/л) ><в ><форме ><солей ><— ><поливольфраматов ><анилиния ><коэффициент ><распределения ><вольфрама ><между ><органической ><и ><водной ><рами ><составляет ><D(W><^VI><) ><= ><9. ><В ><присутствии ><соединений ><молибдена(VI) ><он ><возрастает ><до ><D(W><^VI><) ><= ><4450. ><Рассчитайте ><степень ><извлечения ><микроколичеств ><вольфрама(VI) ><в ><обоих ><случаях, ><если ><объемы ><водной ><и ><органической ><фаз ><одинаковы. ><Ответ: ><90 ><и ><99,98%;> <соэкстракция ><с ><молибденом(VI) ><приводит ><практически ><к ><полному ><переводу ><вольфрама(VI) ><из ><водной ><в ><органическую ><фазу.>>

<<9. ><Коэффициент ><распределения ><бензойной ><кислоты ><между ><диэтиловым ><эфиром ><и ><водой ><при ><10><°С ><составляет ><D ><= ><90,91. ><Определите ><отношение ><объемов ><органической ><и ><водной ><фаз, ><при ><котором ><степень ><извлечения ><бензойной ><кислоты ><из ><водного ><раствора ><будет ><равна ><R ><= ><99%.> <Ответ: ><V><_opr>< ></ ><У><_водн>< ><~ ><1,1, ><т. ><е. ><объем ><органической ><фазы ><в ><1,1 ><раза ><превышает ><объем ><водной ><фазы.>

<10. ><Определите ><число ><последовательных ><экстракций (><n) ><для ><извлечения ><на ><99% ><(как ><в ><предыдущей ><задаче) ><бензойной ><кислоты ><из ><водного ><раствора ><диэтиловым ><эфиром, ><если ><каждый ><раз ><для ><извлечения ><берется ><объем ><органической ><фазы, ><в ><10 ><раз ><меньший ><объема ><водной ><фазы. ><Коэффициент ><распределения ><D ><= ><90,91.> <Ответ: ><n ><= ><2, ><т. ><е. ><достаточно ><двух ><последовательных ><экстракций.>>

Контрольные вопросы и задания по теме занятия

1. Что называют простой перегонкой?

2. Что называют фракционной перегонкой? Что такое ректификация?

3. В чем заключаются особенности жидких смесей с взаимно нерастворимыми жидкостями? Что такое перегонка с водяным паром?

4. Каковы основные понятия жидкостной экстракции? Что такое экстрагент, экстракт?

5. В чем сущность закона распределения Нернста? Что называют константой распределения Р?

6.Что называют коэффициентом распределения D?

7. Что называют степенью извлечения (процентом экстракции) R?

8. В чем заключается взаимосвязь степени извлечения с коэффициентом распределения?

9. В чем заключается влияние на величину R объема экстрагента и числа экстракций? Каково применение экстракций в фармации?

Основная литература:

1. Аналитическая химия (аналитика). Общие теоретические основы. Качественный анализ. [Текст]: учеб. для вузов / Ю.Я. Харитонов [и др.]. - М.: Высш. шк., 2008. – 240 – 259 с.

Дополнительная литература:

1. Основы аналитической химии. Практическое руководство. Учеб. пособие для вузов [Текст] / Под ред. Ю.А. Золотова - М.: Высш. шк., 2001. – 142 – 154 с.

Тема 16 - 17