презентация фазовые Iii часть

Тема лекції:Тема лекції: ««ТрТриикомпонентні системи. компонентні системи. Розподіл речовини між двома Розподіл речовини між двома рідкими фазами. Екстракціярідкими фазами. Екстракція»»

Лектор: Лектор: доцент доцент

Бондаренко Бондаренко Наталія Наталія ЮріївнаЮріївна

Кафедра фізичної та колоїдної хімії

Національний фармацевтичний університет


План лекції:1. Закон розподілу та різні формийого вираження.2. Практичне застосування законурозподілу. Екстракція.

Література:1.Кабачний, В. І. Лекції з фізичної хімії : навч. посіб. для студ. вищ. фармац. навч. закл. / В. І. Кабачний, Л. Д. Грицан, Т. О. Томаровська, Л. К. Осіпенко; за ред. В. І. Кабачного. — Х. : НФаУ: Золоті сторінки, 2012. – 280 с.2. Физическая и коллоидная химия / В. И. Кабачный, Л. К. Осипенко, Л. Д. Грицан и др. – 2-е изд., перераб. и доп. – Х. : Изд-во НФаУ, 2010. – 432 с.


ЗАКОН РОЗПОДІЛУЗАКОН РОЗПОДІЛУТА РІЗНІ ФОРМИТА РІЗНІ ФОРМИЙОГО ВИРАЖЕННЯ.ЙОГО ВИРАЖЕННЯ.

Закон розподілу є однією з форм ІІзакону термодинаміки. Якщо до двох рідин,що не змішуються, додати певнукількість третьої речовини, яка здатнарозчинятися в обох фазах, то вона будерозподілятися між двома фазами у певномуспіввідношенні. Згідно закону Нернстаспіввідношення рівноважних концентраційрозчиненої речовини в органічномурозчиннику і у воді є сталою величиноюпри даній температурі і має назвукоефіцієнт розподілу К:


1

2

c

cK

де с2 – рівноважна молярна концентрація розчиненої сполуки в органічній фазі, моль/л; с1 – рівноважна молярна концентрація її у воді, моль/л.


У такій формі закон розподілу

використовують у тих випадках,

коли:додавання речовини до системи

не викликає змін у взаємній розчинності рідких фаз;

розчинена речовина у кожній з фаз знаходиться в однаковому стані (протолітичній формі).

Рівняння Шилова-Лепінь, яке враховуюєвплив процесів дисоціації та асоціаціїмолекул речовини, має вигляд:


1

2mc

cK

m - стала при постійній температурі,

величина якої залежить від природи

фаз та самої сполуки.


Приклад: ацетатна кислота у воді незначно дисоціює. Якщо прийняти, що в неполярному розчиннику відбувається повна асоціація молекул кислоти, і знехтувати її дисоціацією у воді, то m буде дорівнювати 2 і рівняння закону розподілу матиме вигляд:

Н3С — С С — СН3

О

О

ОН

НО

…

…

)( 2

1

2

c

cK

Взагалі, важко передбачити, чи буде молярна масарозчиненої речовини однаковою в обох фазах. Томуекспериментально визначають ряд рівноважнихконцентрацій речовини в обох розчинниках, підставляючизначення концентрацій у лінійну форму рівняння Шилова–Лепінь, розраховують К і m графічним або алгебраїчнимспособами.


Kcmc lglglg 12 lgc2 АС

ВСmtg

lgK

lgc1

А

В

С

ПРАКТИЧНЕПРАКТИЧНЕ

ЗАСТОСУВАННЯЗАСТОСУВАННЯ

ЗАКОНУЗАКОНУ

РОЗПОДІЛУ.РОЗПОДІЛУ.

ЕКСТРАКЦІЯ.ЕКСТРАКЦІЯ.



З закону розподілу видно, що розчинену речовину

можна вилучити з розчину, додаючи інший розчинник,

що не змішується з першим.

Екстракція — це процес вилучення (ізолювання)

однієї або декількох речовин зі складних систем

(рідких або твердих) за допомогою селективного

розчинника (екстрагента).

Метою екстракції є: розділення сумішей; заміна розчинника; очищення розчинників від домішок; підвищення концентрації будь-якої речовини; вилучення складових частин зі складних

природних та технічних розчинів тощо.


Вихіднасуміш

Екстрагент

ЕкстрактРафінат

Екстрактор

Для проведення екстракції використовують спеціальні

апарати – екстрактори, в які поміщають вихідну суміш

та розчинник (екстрагент). В результаті екстракції

утворюється екстракт – розчин отриманих компонентів в

екстрагенті і рафінат – суміш, в якій концентрація цих

компонентів буде більш низькою. Процес екстракції

можна представити наступною схемою:


Для інтенсификаціі процесу екстракції в умовах хімічного

та фармацевтичного виробництв широко використовують

естрактори, робота яких заснована на принципах протитечі та

перемішування рідин. При промисловому розділенні процес

здійснюють або в каскаді апаратів типу змішувач – відстійник

або в протиточних екстракційних колонах. В фармацевтичній

практиці екстракцію часто проводять з сировини рослинного

та тваринного походження для отримання ефірних олій,

алкалоїдів, вітамінів, антибіотиків та інших БАР.

Види промислових екстракторів


Розглянемо отримання рівнянь одноразової табагаторазової екстракції.

Розрахуємо масу mn речовини, яка залишилась у розчині(рафінаті) після n екстракцій однаковими об’ємами

екстрагентаV. У вихідному розчині об'ємом V0 міститься m0 (г)отримуваної речовини. Після додавання першої порціїекстрагенту об'ємом V у вихідному розчині залишається m1 (г), а екстрагується (m0 – m1) (г) речовини. Рівноважнимиконцентраціями речовини у системі будуть:

у рафінаті , у екстракті0

11 V

mñ

V

mmñ 10

2


Згідно закону розподілу , · – 0

1

10

1

2

V

V

m

mm

c

ñK

.0

001 VKV

Vmm

n

n VKV

Vmm

0

00

Цей вираз використовують у розрахунках при одноразовій

екстракції. Після n екстракцій у першому розчині залишається

mn (г) речовини:

Це рівняння використовують у розрахунках матеріального

балансу при багаторазовій екстракції.

звідси

Дякую за увагу!Дякую за увагу!


Education

презентация фазовые Iii часть