Сколько миллилитров сероуглерода нужно для извлечения 90,0% брома из 5 л водного раствора однократным экстрагированием, если коэффициент распределения брома между водой и сероуглеродом при 20 °С равен 0,0125?
Подтвержденное решение:
Инструкция:
Экстракция — это процесс извлечения одного вещества из другого при помощи растворителя. В данной задаче нам требуется определить, сколько миллилитров сероуглерода нужно для извлечения 90% брома из 5 литров водного раствора однократным экстрагированием.
Коэффициент распределения — это отношение концентраций вещества в органической и водной фазах. В данной задаче значение коэффициента распределения равно 0,0125.
Для решения задачи, нужно использовать формулу:
Cорг = K * Cвод,
где Cорг — концентрация вещества в органической фазе (сероуглероде), Cвод — концентрация вещества в водной фазе (водном растворе), K — коэффициент распределения.
Мы знаем, что нужно извлечь 90% брома. То есть, концентрация в растворе после экстракции будет составлять 10% от изначальной концентрации.
Используя данную информацию и формулу, можем записать уравнение:
Cорг = 0,0125 * 0,1 * Cвод.
Следовательно, чтобы извлечь 90% брома, нам потребуется:
Cвод = Vвод / Vраств,
Cорг = 0,0125 * 0,1 * Cвод.
где Vвод — объем водного раствора (5 литров), Vраств — объем сероуглерода.
Теперь мы можем рассчитать объем сероуглерода:
Cорг = 0,0125 * 0,1 * (Vвод / Vраств).
Так как Cорг = Vраств, мы можем записать:
Vраств = 0,0125 * 0,1 * Vвод.
Подставив известные значения, получим:
Vраств = 0,0125 * 0,1 * 5 литров.
После выполнения вычислений мы получим окончательный ответ:
Vраств = 0,00625 литра = 6,25 мл.
Пример использования:
В данной задаче требуется использовать формулу Cорг = 0,0125 * 0,1 * Cвод для определения объема сероуглерода. Заменяя известные значения, получим Vраств = 0,00625 литра = 6,25 мл.
Совет:
Для более легкого понимания экстракции и ее применения в химии, полезно изучить теорию о растворимости веществ, коэффициентах распределения и использовании различных растворителей в процессе извлечения.
Упражнение:
В 200 мл водного раствора содержится 2 г соли. Коэффициент распределения этой соли между водой и органическим растворителем равен 0,05. Какой объем органического растворителя необходим для экстрагирования соли из данного раствора однократно? Ответ дайте в миллилитрах.