Розчинність рідин у рідинах

Взаємна розчинність рідин мало залежить від тиску від тиску і помітно зростає лише в разі дуже високих тисків.

При взаємному розчиненні рідин спостерігаються:

t необмежена розчинність (спирт – вода, вода – оцтова есенція);

t практична нерозчинність (бензин – вода, ефір – вода, ртуть ‑ вода);

t обмежена розчинність (фенол – вода, анілін – вода).

При змішуванні аніліну з водою утворюється двох шарова гетерогенна система: верхній шар – насичений розчин аніліну у воді; нижній шар – насичений розчин води в аніліні; При t=const, в системі – рівновага. При додаванні аніліну (води) збільшується об’єм анілінового (водного) шару, але С=const. Т↑, збільшується взаємна розчинність аніліну і води. В середині кривої – 2-х шарова система; Ззовні кривої – 1 шарова система; т.К – критична температура розчинення (температура, вище якої обидва компоненти суміші починають необмежено розчинятися один в одному); Наприклад, tкрит аніліну і води = 168оС. Застосування tкрит. розч: для проведення аналітичних визначень (відмінність маргарину від масла). Взаємна розчинність рідин з підвищенням температури збільшується доти. Доки буде досягнута температура, за якої обидві рідини змішується в будь-яких співвідношеннях. При додаванні третього компонента (йодид літію) анілін набуває здатності змішуватися з водою у будь-яких співвідношеннях. Пояснюється тим, що йодид літію однаково добре розчиняється у воді та аніліні.

Крива розшарування аніліну і води (ілюструє взаємну розчинність рідин)

Екстракція– видалення одного або декількох компонентів із розчинів або твердих тіл за допомогою вибіркових розчинників ‑ екстрагентів.При екстракції з твердого тіла існують дві фази – рідка і тверда. При екстракції з рідини обидві фази – рідкі. Екстракція можлива лише при умові тісного контакту фаз між собою.

Метод екстракції базується на тому, що речовина, що екстрагується, розчиняється значно краще в органічному розчиннику, ніж у воді. На відміну від методів осадження екстрагування використовується тільки для відокремлення тієї чи іншої речовини, після чого визначення виконується іншим методом (фотометричним або об’ємним).

	Визначення йоду. Водний розчин, що містить йодид-іони, обробляють відповідним окисником ‑ виділяється молекулярний йод, який потім відокремлюють за допомогою органічного розчинника (хлороформ СНСІ3, тетрахлорид вуглецю ССІ4, бензол С6Н6). Йод розчиняється в цих розчинниках краще, ніж у воді, легко видаляється.
	Дві рідини, що не змішуються використовують як селективні розчинники для компонентів суміші: суміш спочатку струшують з двома рідинами, що не змішуються, а потім відокремлюють одну рідину від іншої. Кожний шар декілька разів піддають екстракції з іншим розчинником.

Умови проведення екстракції:

þ При постійній температурі.

þ При достатньому розведенні двох розчинів.

þ Розчинна речовина не повинна реагувати з розчинниками, не повинна дисоціювати в них.

þ Якщо продуктом є летка або термічна нестійка сполука, то випаровування розчинника повинно проводитися при низькій температурі. Наприклад, діетиловий ефір має температуру кипіння 34,5⁰С і є підходящим розчинником для екстракції, проте його можна застосовувати тільки за умови, що в лабораторії відсутнє відкрите полум’я пальника (самоспалахування).

þ Повторні екстракції з використанням невеликих порцій розчинника більш ефективні, ніж однократна екстракція великого об’єму розчинника.

þ Краще використовувати важкі розчинники (хлороформ СНСІ₃, тетрахлорид вуглецю ССІ₄, бензол С₆Н₆) так як вони більш зручні у користуванні. Важкий розчинник легше відокремити від водної фази за допомогою ділильної лійки і цей розчинник менше випаровується тому, що більше часу знаходиться під шаром води.

Якщо речовина розчиняється одночасно у двох розчинниках, що перебувають у контакті, то при сталій температурі, незалежно від кількості розчиненої речовини, співвідношення концентрацій цієї речовини між двома розчинниками, що не змішуються, залишається сталим.(Закон розподілу, Нернст, 1890).

К_р = ,

де С_орг – концентрація речовини в органічному розчиннику;

С_водн– концентрація речовини у водній фазі;

К_р – коефіцієнт розподілу

Висновок: чим краща розчинність речовини в органічному розчиннику, тим менша розчинність цієї речовини за даних умов у воді та більш повним буде відокремлення речовини.

Застосування закону розподілу:

³ рідинна хроматографія;

³ концентрування та очищення речовин методом екстракції.

Процес екстракції відбувається в результаті безперервного руху молекул розчинника і розчиненої речовини (з підвищенням температури рух молекул ‑ більш інтенсивний, тим менше часу потрібно для вирівнювання концентрації в усіх точках об’єму, що займає розчин).

Вилучення рідиною з пористого тіла речовин, розчинних в рідині, що заповняє пори, визначається двома взаємно протилежними процесами:

1. Процес забезпечує підведення речовини з глибинних шарів сировини до поверхні матеріалу.

2. Перехід цієї речовини з поверхні матеріалу у потік екстрагуючої рідини.

Інтенсивність переходу речовини з поверхні частинки у потік обумовлена різницею концентрацій речовини на поверхні частинки і в потоці рідини.

Колоночна хроматографія (внутрішня хроматограма)	Елюентна хроматографія	Екстрактор Сокслета