Ćzene 15 Mr Bełtsk-Brzeznsk WYZNACZANIE WSPÓŁCZYNNIKA PODZIAŁU W UKŁADZIE DWÓCH NIE MIESZAJĄCYCH SIĘ CIECZY Zgdnen: Welkś ntensyne ekstensyne. Rztry dsknłe rzezyste. Ptenjł hezny. Systey ktynś. Wsółzynnk ktynś. Rónne Gs-Duhe. Pr róng fzej, r dzłu Nernst. Ekstrkj jk res zgn rzdzeln zązkó heznyh. Pdsty runke róng terdynznej ukłdh elfzyh elskłdnkyh (rzy T = nst) jest rónść tenjłó heznyh szystkh skłdnkó e szystkh fzh. Jeżel ę en sustnj () uleg rzuszznu du grnząyh ze są ne eszjąyh sę ezh (trz rys. 1.), t d ustlen sę stnu róng dhdz tedy, kedy tenjły hezne tej sustnj u fzh są se róne: (1) Rys. 1. Shetyzne rzedstene dzłu sustnj () edzy fzę ( (.
Pneż tenjł hezny sustnj () kżdy rztrze jest funkją dednej ktynś ( ) t rónść (1) żn zć st:,(,(,(,( RT ln RT ln () gdze, stndrde tenjły hezne sustnj () fze ( (, (, ( ktynś sustnj () fze ( (, dnesne d yrnej ktynś stndrdej ( ). Mżn rzy ty sługć sę zrón systee ktynś lej, jk llnej lu ułkej zględne śnenej. Z rzeksztłen rónn () ynk, że runek róng ukłdze dóh fz yenjąyh jeden ze skłdnkó () srdz sę d stłś stsunku ktynś teg skłdnk u fzh. Przy ztsnu ktynś lyh ( ) runek ten zujey ntęują: ( ( ex k RT k (3) gdze stężene le sustnj () fze ( ( dnesenu d stężen stndrdeg = 1 l d 3, dedne sółzynnk ktynś. Stł k nzyn jest terdynzną stłą róng fzej. O jej rtś, jk dć z rónn (3), deyduje różn stndrdyh tenjłó heznyh skłdnk () grnząyh ze są fzh. Odedn stł ( k ) yrżn z ą stężeń lyh rzydku ukłdó rzezystyh (nedsknłyh) ns nzę rzylżnej stłej róng fzej lu sółzynnk dzłu Nernst: k (4) Wrt ętć, że rtść stłej k dl ukłdó rzezystyh że sę zenć rz ze zną lś sustnj rdznej d ukłdu dufzeg. Ozyśe, dl rztró rzeńznyh ( 0, 1), rtść sółzynnk dzłu Nernst ( k ) jest zlżn d rtś terdynznej stłej róng fzej ( k ): k k (5)
Chą dkłdne rzenlzć res dzłu dnej sustnj ędzy szzególne fzy trze uzględnć żlść jej dysjj, trzen jtó lu zązkó kleksyh stsnyh rzuszzlnkh. Pr dzłu stsuje sę sn d kżdeg rdzju ndyduó heznyh. Nleży zte yznzyć sółzynnk dzłu dl szystkh rdzjó ząstezek, jnó, jtó ystęująyh fzh ( (. Rztrzyy ten rle n rzykłdze resu dzłu ku enzeseg ędzy fzę dną enzeną. W fze dnej k enzesy ystęuje głóne st jedynzyh ząstezek (neró) rz jnó stłyh ynku dysjj elektrltyznej. Stężene neru zleży d stn dysjj ( yns: (1 (6) gdze łkte stężene ku enzeseg fze dnej. Ntt fze enzenej k enzesy znzny stnu uleg jj z utrzene deró: C 6H 5COOH (C 6H 5COOH) (7) Jest ę zysty, że n łkte stężene ku enzeseg fze enzenej ( ) skłd sę stężene neró ( ) stężene deró ( d ): d (8) Pneż stężeną stłą róng rekj jj ( K enzeseg fze enzenej, suje yrżene: ) ku t stąd: d / K (9) ( / ) d K ( ) (1/ ) (10) P dstenu rej strny rónn (10) d rónn (8) trzyujey: K ( ) (1/ ) (11) Skłdnke rzehdząy z fzy enzenej d dnej kerunku drtny jest yłązne ner, dl któreg sółzynnk dzłu yns:
k (1) Z knj rónń (6), (11) (1), rzeksztłenh, ynk ntęująe yrżene tyu lneg ( y x ): 1 K (1 k k (1 Znją steń dysjj ku enzeseg fze dnej żn z nlzy dnyh dśdzlnyh e sółrzędnyh y d (1 x ( / )(1 yznzyć zrón stłą jj K jk sółzynnk dzłu k [elkś ezyre]. Punkt rzeę rstej z są rzędnyh yznz rtść yrżen 1/ k, ntt sółzynnk kerunky rstej zględe s dętyh: = K k (13). (W lzenh żn ztsć etdę grfzną /lu etdę njnejszyh kdrtó). Pr dzłu Nernst znjduje ztsne rzy rzązynu różnyh zgdneń zrón teretyznyh, jk rktyznyh. Zjk dzłu sustnj ędzy de fzy ykrzystyne jest. nny rzy rzerdznu ekstrkj rz hrtgrf gzej ezej. Wyknne ćzen Cele ćzen jest yznzene sółzynnk dzłu ku teg ędzy fzę dną fzę utnlą ( k ) rzy złżenu, że u tyh fzh ne ystęuje zjk jj dysjj rztrze dny że yć znedn ( K 0 0 ). Metdyk Przystęują d yknn ćzen d ęu suhyh utelek ley klejn 10 3 yjśyh, dnyh rztró ku teg rzylżnyh stężenh: 0,05, 0,035, 0,05, 0,075 0,1 l d 3. Ntęne d kżdej utelk ddjey 10 3 utnlu. Szzelne zknęte utelk zsty n 60 nut, strząsją n 5 nut. W ty ze znzy dkłdne rtś zątkeg stężen yjśyh rztró CH 3COOH, rzez dukrtne rezkne
ró jętś 0,010 l d 3, ze zru: NOH = 3 z ą rztru NOH ( NOH = ). Stężene ku teg rzed ekstrkją lzy NOH NOH /. P ustlenu sę stnu róng dzłu CH 3COOH ędzy fzę dną fzę utnlą (kł 60 nut) z ą rzdzelz ddzely fzę dną. Z kżdeg uzyskneg dneg rztru ku teg ery etą rók jętś = 3 rezkujey je rztre NOH ( NOH = 0,010 l d 3 ). Przy uzględnenu jętś NOH rztru NOH zużyteg dz teg rezkn lzy stężene ku teg rste dnej ekstrkj: NOH NOH /. Pneż d rzerdzen resu ekstrkj zstły użyte jednke jętś rztru CH 3COOH dze rz utnlu, stężene dnej sustnj rste lkhlej ( stężen rste dnej rzed ekstrkj: ) jest rst róne różny. Wynk uzyskne dl klejnyh dnyh ukłdó zesty tel 1. Z trzynyh rtś k lzy rtść średną k. Tel 1. Wyznzne sółzynnk dzłu ku teg ędzy dę utnl rztór dny CH 3COOH stężene rzylżne [l d 3 ] 1 ynk rezkn NOH [ 3 ] 1 śr NOH [ 3 ] śr [l d -3 ] stężene CH 3COOH [l d -3 ] [l d -3 ] sółz. dzłu k