Коэффициент распределения вещества между несмешивающимися фазами

Коэффициент распределения вещества между несмешивающимися фазами [c.220]

Хотя Пелиго еще в 1842 г. показал, что уранилнитрат растворим в диэтиловом эфире, метод экстракции не применялся, поскольку в то время не было нужды в материалах высокой чистоты для ядерных реакторов такие материалы получили широкое применение и развитие в технологии и аналитической химии позднее. Литература по применению жидкостной экстракции очень обширна различные методы и детальные прописи приведены в оригинальных статьях и обзорах [1—6], В настоящей главе изложены методы разделения, основанные на распределении вещества между несмешивающимися фазами, и рассмотрены химические равновесия, влияющие на коэффициент распределения. Описана противоточная и непрерывная жидкостная экстракция, а также рассмотрены факторы, влияющие на коэффициент распределения. Даны примеры, иллюстрирующие применение методов. [c.463]

Определить коэффициент распределения вещества между двумя несмешивающимися жидкостями по составам фаз. [c.126]

Разделение жидких смесей селективной экстракцией основано на различии растворимости веш,еств в двух несмешивающихся жидких фазах. Мерой эффективности, характеризующей способность двух различных растворителей разделять компоненты смеси, служит фактор разделения — отношение коэффициентов распределения веществ между фазами. Под коэффициентом распределения К) понимают отношение концентраций (в моль/л) вещества в органической (С°) и водной (С ) фазах. Для практических целей необходимо, чтобы величина фактора разделения находилась примерно в пределах 2—10 [64], что обусловливается взаимодействием между компонентами. При сильном взаимодействии между растворителем и растворенным веществом (фактор разделения больше 10) затрудняется регенерация растворителя и выделение растворенного компонента. Когда компоненты взаимодействуют слабо (фактор разделения меньше двух), для полного извлечения экстрагируемого вещества из исходной смеси требуется большое число ступеней разделения. [c.289]

Процесс сложнее, чем в рассмотренных выше задачах диффузионной кинетики. Кроме скоростей реакции и диффузии,на него влияют коэффициенты распределения веществ между фазами, адсорбция их на поверхности раздела, а при наличии потока или перемешивания — также и поверхностное междуфазовое натяжение, от которого зависит деформация поверхности раздела (при сильном перемешивании она приводит к дроблению фаз, и процесс становится микрогетерогенным). Ряд примеров реакций в несмешивающихся жидких системах исследовал Абрамзон с сотр. [38]. Они ограничились установлением реакционной фазы и выделением кинетической области, но не стремились оценить глубину проникновения и разграничить теоретически области объемной и поверхностной реакций. В процессах рассматриваемого рода наблюдалась зависимость скорости реакции от концентрации типа кривых рис. 16. В этих случаях вещество, от которого зависит скорость реакции, является, видимо, лимитирующим, и реакция должна происходить в адсорбционном слое. Такие реакции на поверхности раздела двух жидкостей отличаются от рассмотренного выше случая нескольких диффундирующих веществ только тем, что исходные вещества диффундируют из разных фаз. В случае же объемной реакции (в том числе и во внутренней диффузионной области) скорость реакции должна зависеть от концентраций обоих веществ. [c.102]

В основе распределительной хроматографии лежит поглощение разделяемых веществ жидкостью, т. е. растворимость главное условие для разделения — различие в растворимости. Природа сил межмолекулярного взаимодействия имеет тот же характер, что и в адсорбционной хроматографии. Но в первую очередь это вандерваальсовы силы. Однако, поскольку разделение протекает на границе двух фаз, несмешивающихся между собой — неподвижной (жидкости) и подвижной (жидкости или газа), — то правильнее сказать, что в данном случае процесс разделения определяется различием коэффициентов распределения разделяемых веществ между обеими фазами. Отсюда происходит и само название данного варианта хроматографии — распределительная. [c.13]

Экстракция жидкостей. Распределение растворенного вещества между жидкими фазами определяется законом распределения Нернста отношение концентраций вещества, которое растворено в двух несмешивающихся и находящихся в равновесии жидких фазах при определенной температуре — величина постоянная, называемая коэффициентом распределения = К. [c.36]

Распределительная хроматография. Сорбенты-носители — различные гидрофильные (силикагель, целлюлоза и др.) или гидрофобные (тефлон, поливинилхлорид, полиэтилен и др.) порошкообразные вещества, способные удерживать на своей поверхности соответственно водную или органическую фазу разделение компонентов смеси обусловлено различием коэффициентов распределения их между двумя жидкими фазами, из которых одна (вода или органическая, несмешивающаяся с водой, жидкость) является неподвижной, удерживаемой частицами сорбента-носи-теля. [c.8]

К рассмотренному методу принципиально очень близок метод определения коэффициентов активности по распределению вещества между двумя жидкими фазами. Разница состоит только в том, что вместо распределения вещества между газообразной и жидкой фазами теперь происходит распределение вещества между жидкими не смешивающимися фазами. Чаще всего исследуют распределение между неводной и водной фазами. Распределение становится возможным тогда, когда жидкости не смешиваются между собой. Поскольку, однако, принципиально нет несмешивающихся жидкостей и взаимная растворимость часто изменяется — увеличивается под влиянием распределяемого вещества, то этот способ не очень точен. Но в ряде случаев, например в сисгемах четыреххлористый углерод — вода или бензол — вода, взаимная растворимость невелика. [c.89]

К прямым методам относится определение коэффициентов активности 1) по давлению пара растворенного вещества 2) по распределению вещества между двумя несмешивающимися жидкими фазами 3) по распределению вещества между жидкой и поверхностными фазами (адсорбция) [c.53]

Как уже указывалось, закон распределения вещества между твердой и жидкой фазами приложим, строго говоря, лишь к истинно изоморфным веществам, что позволило В. Г. Хлопину сформулировать следующее правило Если распределение микрокомпонентов между твердой кристаллической фазой и раствором происходит строго по закону распределения вещества между двумя несмешивающимися растворителями и коэффициент кристаллизации остается постоянной величиной при изменении в широких пределах концентраций распределяющегося вещества, то это может служить доказательством того, что на данную пару веществ можно распространить закон Митчерлиха, т. е. сделать заключение о сходстве химического состава и молекулярной структуры макро- и микрокомпонента [47]. [c.90]

Один из новых приемов, который только начинает развиваться, — многократная многоступенчатая экстракция, так называемое противоточное распределение белков. Оно основано на различии распределения растворенного вещества (в данном случае — различных белков) между двумя несмешивающимися жидкими фазами. Этот метод применен был Крэгом и другими с большим успехом для очистки множества пизкомолекулярных веществ — коферментов, витаминов, антибиотиков, алкалоидов и др. Применительно к белкам вначале казалось, что невозможно будет подобрать пары жидкостей, несмешивающихся друг с другом и вместе с тем хорошо растворяющих белки. Чтобы метод экстракции был эффективен, необходимо коэффициент распределения растворенного вещества между /кидкими фазами иметь порядка единицы. [c.133]

Действительно, знание величин у1 позволяет определить характеристики равновесия жидкость — пар в данной системе при малых содержаниях компонента 1, позволяет оценить степень неидеальности системы и область выполнения закона Генри. Из данных о у просто определить коэффициент распределения компонента 1 между жидкой и паровой фазами (что важно для хроматографии), коэффициент распределения компонента / между двумя несмешивающимися растворителями. Значения для разных веществ в одном растворителе позволяют судить о селективности растворителя по отношению к этому ряду веществ и оценить экстракционные качества растворителя. Наконец, значения у просто связаны с параметрами корреляционных уравнений, широко применяемых в настоящее время для целей описания и расчета равновесий жидкость — пар в бинарных и многокомпонентных системах. Следовательно, если данные о 7 известны, или же если их просто определить экспериментально, то это открывает хорошие возможности для расчета равновесия жидкость — пар при всех концентрациях системы. На основании температурной зависимости предельных значений коэффициентов активности могут быть вычислены энтальпийные и энтропийные характеристики разбавленного раствора. [c.6]

В распределительной хроматографии разделение веществ происходит вследствие различия коэффициентов распределения компонентов между двумя несмешивающимися жидкостями. Вещество присутствует в обеих фазах в виде раствора. Неподвижная фаза удерживается в порах хроматографической бумаги, не взаимодействуя с ней, бумага выполняет функцию носителя неподвижной фазы. [c.361]

Коэффициент распределения зависит от химического строения растворенного вещества и обоих растворителей (первоначального и вторичного) и является результатом действия тех же межмолекулярных сил, которые влияют на растворимость. Растворимость в одной жидкости и распределение растворенного вещества между двумя несмешивающимися жидкостями могут совершенно различаться по своему характеру. В системах вода—органическая жидкость— растворенное вещество замечено влияние разных групп, содержащихся в молекуле растворенного вещества, на коэффициент распределения (отношение концентрации в органической фазе к концентрации в воде). Эти группы по своему характеру могут быть гидрофильные, облегчающие растворимость в воде, и гидрофобные, способствующие растворимости в органической жидкости. К числу первых относятся группы ОН, 1 Нд, СООН, ко вторым—группы со связью С—Н, продолжающие углеродную цепь. Эти явления качественно [c.24]

В распределительной жидкостной хроматографии обе фазы — подвижная и неподвижная — жидкие, несмешивающиеся друг с другом. Разделение веществ основано на различии в их коэффициентах распределения между этими двумя фазами. Для того, чтобы зафиксировать неподвижную жидкую фазу в колонке (или в тонком слое), применяют тонкоизмельченный твердый пористый носитель, который удерживает эту фазу на своей поверхности. Подвижная фаза движется через колонку и вступает в контакт с неподвижной фазой. Поскольку поверхность раздела между двумя фазами очень большая, то имеет место быстрое установление равновесия распределения компонентов смеси менаду этими двумя фазами. Если компоненты имеют хотя бы небольшое различие в коэффициентах распределения между подвижной и неподвижной фазами, то они движутся в колонке с неодинаковой скоростью и при достаточной длине колонки происходит их полное разделение. [c.333]

Распределительная хроматография основана на количественном различии в коэффициентах распределения компонентов разделяемой смеси между неподвижной и подвижной несмешивающимися жидкими фазами. Вещество присутствует в обеих фазах в виде раствора. Неподвижная фаза удерживается сорбционными силами на поверхности [c.153]

Принцип метода. Метод разделения веществ, основанный на различии в их коэффициентах распределения между двумя несмешивающимися жидкими фазами, одна из которых нанесена на бумагу, называется распределительной бумажной хроматографией. [c.113]

В этом постоянстве отношения концентраций (точнее, отношения активностей) распределенного между двумя несмешивающимися растворителями вещества заключается так называемый закон распределения. Он верен, однако, лишь в том случае, если распределяемое вещество в обеих фазах имеет один и тот же состав (например, состоит из молекул) и не вступает в прямое химическое взаимодействие с растворителем. Найденное отношение концентраций (в данном примере 80) называется коэффициентом распределения. Величина его (при постоянной температуре) характерна для данной системы растворитель А — распределяемое вещество — растворитель Б. Например, при замене сероуглерода на СС1 коэффициент распреде- [c.275]

Закон распределения был выведен В. Нернстом в 1890 г. в равновесном состоянии системы из двух несмешивающихся между собой жидкостей (двух фаз), имеющих поверхность раздела, отношение концентраций растворенного в них вещества постоянно (при постоянной температуре) и называется коэффициентом распределения . [c.83]

Во всех случаях разделяемые вещества распределяются между двумя фазами 1) твердая — жидкая (сорбция, ионный обмен), 2) твердая —газ или пар (сорбция, возгонка), 3) жидкая—газ нли пар (дистилляция, сорбция), 4) жидкая—несмешивающаяся с ней жидкость (экстракция органическим растворителем). При этом устанавливается определенное соотношение концентраций элементов в той и другой фазах ( коэффициент распределения ). Разделение компонентов основано на различии этих коэффициентов Сщ [c.184]

По механизму разделения хроматографии на бумаге является распределительной. Метод основан на различии в коэффициентах распределения между двумя несмешивающимися фазами. Неподвижная фаза в этом случае удерживается в порах специальной хроматографической бумаги, которая служит носителем. Подвижная фаза продвигается вдоль листа бумаги, главным образом благодаря капиллярным силам. Для количественной оценки подвижности веществ в хроматографической системе используют параметр равный отношению скорости движения зоны определенного компонента к скорости движения фронта подвижной фазы. Значения определяют как и в ТСХ. На подвижность веществ в условиях хроматографии на бумаге влияет не только коэффициент распределения, но и взаимодействие их с волокнами, условия проведения эксперимента и характеристика бумаги. Мето- [c.614]

Еще большее развитие метод получил после того, как в 1941 г. в основу разделения смеси веществ А. Дж. П. Мартином и Р. Л. М. Синджем [3] было положено различие не в адсорбционном сродстве компонентов разделяемой смеси, а в их коэффициентах распределения между двумя несмешивающимися жидкостями. Данный метод был назван распределительной хроматографией, в отличие от адсорбционной, предложенной М. С. Цветом. Наибольших успехов распределительная хроматография достигла после того, как в качестве носителя неподвижной фазы стали применять полоски бумаги — распределительная хроматография на бумаге. [c.5]

Этот метод основан на различиях в коэффициентах распределения разделяемых элементов между двумя несмешивающимися жидкостями. В наиболее распространенном варианте колоночная распределительная хроматография является по существу способом осуществления экстракции, а не способом разделения веществ в готовом экстракте. Одна из фаз неподвижно закрепляется на каком-либо инертном носителе, а вторая перемещается вдоль колонки. [c.60]

Порцию исследуемой смеси веществ, растворенную в подвижном растворителе, вводят в колонку и, после того как раствор впитается верхней частью колонки, начинают промывание колонки чистым подвижным растворителем. В процессе промывания происходит непрерывное перераспределение веществ смеси между двумя несмешивающимися жидкими фазами. В силу того, что разные компоненты смеси имеют различные коэффициенты распределения, скорость передвижения отдельных компонентов различна. Наибольшей скоростью движения будет обладать тот компонент смеси, который имеет наи- [c.309]

Разделение веществ методом распределительной хроматографии основано на различии в коэффициентах распределения хроматографируемых веществ между двумя несмешивающимися фазами—растворителями. [c.538]

Принцип метода распределительной хроматографии на бумаге основан на различии значений коэффициентов распределения веществ между двумя несмешивающими-ся жидкими фазами. Одной жидкой неподвижной фазой обычно является вода, которая содержится на бумаге в количестве 20—22% ее веса, а другой жидкой подвижной фазой — насыщенный водой органический растворитель, не смешивающийся или частично смешивающийся с водой. В качестве второй жидкой фазы чаще всего используются насыщенные водой н-бутиловый спирт, фенол, крезол и различные смеси органических реактивов. [c.26]

До настоящего времени не установлено удовлетворительной зависимости коэффициентов распределения веществ между двумя несмешивающимися фазами с свойствами растворителей. Попытки установления связи между определяемым хроматографически коэффициентом активности углеводородов и такими свойствами селективных растворителей, как диэлектрические проницаемости, дипольный момент или параметр растворимости не привели к успеху [I]. Это обусловлено, очевидно, сложностью происходящих при экстракции процессов, где проявляются как физические, так и химические взаимодействия компонентов [2]. В работах А.А.Гайле и соавт.[з,ч] установлена возможность корреляции между значениями селективности ароматических растворителей и б -константаии уравнения Гаммета. Однако в общем случае такая корреляция требует добавочного учета физического взаимодействия компонентов, в связи с [c.437]

Подвижная фаза. Бумажную хроматографию можно рассматривать как метод распределительной хроматографии. Об этом свидетельствует часто наблюдаемое на практике совпадение коэффициентов распределения, измеряемых прямым путем, с рассчитанными на основе значений (разд. 7.3.1.2 и [И]). При выборе подвижной фазы исходят из тех же соображений, что и в методе распределительной хроматографии, т. е. используют миксотропные ряды растворителей. Стационарная фаза в бумажной хроматографии вполне определенная — вода. Вторая фаза должна или не смешиваться с водой, или смешиваться очень ограниченно. В качестве подвижной фазы применяют фенол, крезол, -бутанол и др. Эти растворители предварительно насыщают водой. Для обеспечения насыщения целлюлозно-водной фазы подвижной фазой бумагу перед проведением разделения следует обработать парами растворителя, подвесив ее над сосудом с растворителем. Для достижения равновесия между стационарной и подвижной фазой в сосуд помещают ванну с водой или оборачивают стенки сосуда влажной фильтровальной бумагой. Выбор несмешивающихся с водой растворителей (необходимых для проведения разделения гидрофильных веществ) очень невелик, поэтому в качестве подвижной фазы применяют растворители, смешивающиеся с водой, даже воду или растворы электролитов, тем самым расширяя область применения бумажной хроматографии. В основе разделения лежат явления адсорбции. По аналогии с хроматограммами, полученными методом обращенных фаз, механизм распределения в данном случае следующий распределение происходит между стационарной фазой (целлюлоза — вода) и подвижной фазой (вода или соответственно гомогенная система вода — органический растворитель). [c.356]

Распределительная хроматография основана на распределении вещества между двумя несмешивающимися жидкостями, в которых оно растворяется, причем одна из Ж1вд-костей (неподвижная фаза) удерживается подходящим, по возможности инертным твердым носителем. Разделяемые вещества должны быть более растворимы в неподвижной фазе. Растворитель, так называемая подвижная фаза, продвигается через неподвижную фазу и увлекает разделяемые вещества, нанесенные на пластинку. В процессе хроматографирования происходит распределение каждого вещества между подвижной и неподвижной фазами до тех пор, пока не будет достигнуто состояние равновесия, константа которого зависит от выбранных растворителей и природы хроматографируемого вещества. Эту величину а называют коэффициентом распределения Нернста [c.13]

Рассмотрим две несмешивающиеся жидкости, например воду и тетрахлорид углерода. Взаимная растворимость этих жидкостей весьма мала. Приготовим раствор иода в ССЦ, концентрация 10" моль/л. Если встряхивать полученный раствор с равным объемом воды, некоторая часть иода переходит в водную фазу. Определение содержания иода в обоих растворителях показывает, чго отношение его концентраций в СС14 и воде составляет при 25°С 85. Увеличение концентрации иода в исходном растворе СС14 до 10 моль/л не влияет на это отношение. Равновесное распределение неионизи-рованного вещества между двумя фазами Р и а характеризуется константой равновесия, называемой коэффициентом распределения [c.201]

Напротив, распределение вещества между двумя несмешивающими-ся жидкими фазами, определяемое растворимостью вещества в этих фазах, обнаруживает четкую зависимость от физико-химических свойств растворителя. Коэффициент (константа) распределения вещества между фазами 8 — 8", 8 — 8". в зависимости от свойств растворителя 8"( ) описьтается уравнением, по форме тождественным (1У-144) [135] [c.154]

Разберем в качестве примера типичного каскадного метода разделения процесс противоточного распределения. Этот метод заключается в повторяемом распределении смеси растворенных веществ между двумя несмешивающимися растворителями в серии пробирок или делительных воронок, в которых иесмеши-вающиеся фазы находятся в контакте. Для иллюстрации использования этого метода рассмотрим поведение растворенного вещества при последовательном распределении между двумя несмешивающимися жидкостями в нескольких делительных вороиках. Распределение вещества между двумя несмешивающимися растворителями определяется его коэффициентом распределения Кр [c.144]

Коэффициент распределения исследуемого вещества между двумя несмешивающимися фазами (например, вода и СС14) определяется выражением [c.220]

Теоретическое пояснение. Принцип распределительной бумажной хрсматографии (БХ) основан на том, что смесь компонентов, растворенная в системе из двух несмешивающихся или ограниченно смешивающихся жидких фаз, распределяется между ними в соотвегствии с коэффициентами распределения индивидуальных веществ. Эффективность разделения смеси тем больше, чем больше различаются коэффициенты распределения компонентов. Обычно система растворителей состоит из водной (полярной) и органической (неполярной) фаз. [c.237]

Экстракционный метод нашел свое развитие в особом способе экстракции жидкости жидкостью, так называемой противоточной экстракции. Основан он на законе Нернста для идеальных растворов, согласно которому при одних и тех же условиях растворенное вещество распределяется между двумя несмешивающимися растворителями в постоянном, не зависящем от концентрации и воспроизводимом отношении. Если же в системе имеется два или больше веществ, то каждое из них подчиняется тому же правилу. Метод противоточной экстракции был предложен Мартином и Сингом в 1941 г. Синг обнаружил (1938) значительное различие в коэффициентах распределения ацилированных аминокислот между хлороформом и водой, а Мартин разработал перед этим противоточный экстрактор для очистки витаминов. Б конечном итоге их совмеот-ная работа привела к аппарату, в котором водная фаза адсорбировалась на силикагеле, а противоток создавался хлороформом. Этот метод был автоматизирован Крейгом в 1944 г. В 1948 г. Рэмси и Паттерсон применили неводные системы растворителей, в частности для разделения жирных кислот С5—С д. Конечно, революционизирующее значение в области выделения и очистки органических веществ принадлежит хроматографии, основанной на избирательной адсорбции растворенных веществ многими твердыми материалами. [c.304]

Согласно закону распределения Бертло — Нернста, соотношение равновесных концентраций (активностей) вещества в двух фазах при данной температуре постоянно. Следовательно, распределение вещества при индикаторных концентрациях должно быть таким же, как его распределение при макроконцентрациях, конечно, при условии, что коэффициент активности вещества не изменяется при разбавлении. Однако следует подчеркнуть, что при исследованиях свойств индикаторов, свободных от носителя, измеряется соотношение концентраций радиоактивных атомов, а не соотношение концентраций отдельных молекул различных веществ, так что всякий раз, когда вещество изменяется при разбавлении, изменяется также коэффициент измеренного по радиоактивности распределения (отношение общей концентрации элемента в грамматомах в одной фазе к общей концентрации элемента в грамматомах в другой фазе). Например, образование радиоколлоидов может влиять на распределение радиоактивных атомов между двумя несмешивающимися растворителями, так как радиоколлоид может концентрироваться не в фазе, в которой присутствуют молекулы растворенного индикатора, а в другой фазе, или он может концентрироваться на поверхности раздела. Вещества, содержащие несколько изотопных атомов в молекуле, могут диссоциировать при разбавлении, и нет основания ожидать, что соединение, содержащее лишь один атом индикатора, будет иметь такой же коэффициент распределения, как и соединение, содержащее два (или больше) атома индикатора. Например, распределение хлора между водой и органическим растворителем при разбавлении изменяется, так как равновесие реакции гидролиза [c.122]

Развитие хроматографических методов разделения и идентификации аминокислот значительно облегчило проведение исследований с аминокислотами многие успехи, достигнутые в изучении аминокислот за последнее время, непосредственно связаны с применением хроматографии. Занимаясь разделением аминокислот, Нейбергер [154] в 1938 г. обнаружил, что у ацетил-производных разных нейтральных аминокислот коэффициенты распределения между водой и несмешивающимися с водой растворителями различны. В 1941 г. хМартин и Синг [155] осуществили разделение ацетилированных аминокислот на силикагеле последний служил инертной опорой для водной фазы, через которую протекал неводный растворитель. В дальнейшем эта техника была усовершенствована. Большим достижением явилось использование фильтровальной бумаги в качестве неподвижной фазы [156], что привело к широкому развитию разнообразных методов хроматографии на бумаге (см. Блок и др. [157]). В настоящее время считают, что в процессе разделения веществ на бумаге наряду с распределением между растворяющими фазами играют роль также механизмы адсорбции и ионного обмена. [c.40]

Экстракционный анализ применяется для распознавания свободных галогенов, которые могут быть выделены при действии хлорной водой на соли МаВг или KJ. Выделившийся элементарный бром можно извлечь хлороформом, сероуглеродом или бензолом. При извлечении хлороформом или сероуглеродом образуется нижний слой органического растворителя, окрашенный в желто-корич-невый цвет. При извлечении бензолом растворитель образует верхний слой, окрашенный в желто-коричневый цвет. Водный раствор иода не отличается по цвету от раствора брома. Раствор иода в сероуглероде — красно-фиолетового цвета вследствие сольватации молекул иода. Это позволяет легко отличить иод от брома по окраске сероуглеродного слоя. В хлороформе иод также дает красно-фиолетовое окрашивание, а бром — желто-коричневое. Для экстракционного анализа важное значение имеет закон распределения, выведенный В. Нернстом в 1890 г. и экспериментально проверенный А. А. Яковкиным в 1894 г в равновесном состоянии системы, состоящей из двух несмешивающихся между собою жидкостей двух фаз), имеющих поверхность раздела, отношение концентраций растворенного в них вещества является постоянной величиной при постоянной температуре), названной коэффициентом распределения, [c.84]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология