10.7.3 Nernstův rozdělovací koeficient - látková bilance

10 Fázové rovnováhy 10.7 Extrakce

10.7.2 Výpočet Nernstova rozdělovacího ... 10.7.4 Aplikace Nernstova rozdělovacího ...

10.7.3 Nernstův rozdělovací koeficient - látková bilance

Při měření fázové rovnováhy v systému voda + chloroform + jod bylo zjištěno, že rozdělovací koeficient jodu mezi chloroformovou a vodnou fázi při 25 °C je

$displaymath$

kde x_I_₂ představuje molární zlomek jodu v příslušné fázi. Za předpokladu vzájemné nerozpustnosti vody a chloroformu vypočtěte rovnovážné složení fází v systému, který vznikne smícháním 180 g vody, 119,4 g chloroformu a 2,538 g jodu.
(M_CHCl_₃ = 119,4 g mol⁻¹, M_I_₂ = 253,8 g mol⁻¹).

↓

↓

↓

↓

↓

↓

↓

↓

↓

↓

↓

↓

↓

Výsledek
Postup
Maple

Výsledek

(n_H_₂_O = 10 mol, n_CHCl_₃ = 1 mol, n_I_₂ = 0,01 mol), x_I_₂^{vod. f.} = 1,2^.10⁻⁴, x_I_₂^{chl. f.} = 8,8^.10⁻³.

Postup

Hmotnosti všech látek přepočteme na látková množství. Vzhledem k tomu, že n_I_₂ < < n_H_₂_O a n_CHCl_₃ platí

$displaymath$

Z bilance jodu zároveň plyne, že

$displaymath$

Řešením této soustavy rovnic získáme látková množství jodu v obou fázích, která přepočteme na molární zlomky.

Maple

> restart;

Použitá symbolika:

I ... vodná fáze II ... chloroformová fáze

Nejprve provedeme látkovou bilanci jodu

> bil:=n=nI+nII;

> Nernst:=K=(nII/nCHCl3)/(nI/nH2O);

Zadáme vstupní data

> K:=75;

> n:=0.002538/0.2538; nH2O:=0.180/0.018; nCHCl3:=0.1194/0.1194;

a vypočteme látkové množství jodu v obou fázích

> solve({bil,Nernst},{nI,nII});

> assign(%);

Nazávěr je přepočteme na molární zlomky.

> xI:=nI/nH2O;

> xII:=nII/nCHCl3;

>