ИЗОЛИРОВАНИЕ ПОДЩЕЛОЧЕННОЙ ВОДОЙ

 

 

При специальных заданиях произвести исследования объекта на наличие некоторых веществ кислотного характера [салицило­вая или бензойная кислота, фенолы, нитрофенолы и др.] целе­сообразно изолирование этих веществ производить подщелочен­ной, например карбонатом натрия, водой.

За рубежом в качестве частного метода изолирования барби­туратов из крови предложен метод, основанный на обработке крови водой, подщелоченной едким натром, осаждении белков вольфраматом натрия и последующей экстракции (после отде­ления белков) эфиром из кислых растворов. Подкисление про­изводится серной кислотой¹.

Коэффициент  распределения

Для очистки от примесей выделенного вещества или для разделения ве­ществ применяют извлечение органическим  растворителем - экстрагирование.

Экстрагирование основано на различной растворимости подвергаемых об­работке веществ в том или ином растворителе или в двух несмешивающих-ся растворителях.

В случае жидкость/жидкостной экстракции эффективность извлечения за­
висит от различной растворимости компонентов смеси в выбранном раство­
рителе, продолжительности повторного экстрагирования, распределения экс­
трагируемого вещества между двумя несмешивающими жидкостями, что
определяется коэффициентом распределения.                                                

Под коэффициентом распределения подразумевается отношение концент­рации вещества, растворенного в органическом растворителе, не смешиваю­щимся с водой, к концентрации вещества, растворенного в воде

Математически (для идеальных растворов) это можно выразить следую­
щим образом:

К = С₁/С₂,

В нашем случае:

 

Для определенного вещества и определенных растворителей это Отноше­ние является величиной постоянной при постоянной температуре. Однако в некоторых системах наблюдается ассоциация, сольватация или диссоциация, степень которой зависит от концентрации распределяемого вещества. В ре­зультате число частиц в одном или даже в обоих растворителях меняется, следовательно, меняется и соотношение их мольных концентраций. Закон рас­пределения к таким системам неприменим.

Если коэффициент распределения К между неводным растворителем и водой для какого-либо вещества известен, а также известны объем этих двух растворителей, легко вычислить, какая часть первоначально взятого количе­ства вещества останется в водном растворе после первого, второго, третьего и т. д. извлечения органическим растворителем и какая часть этого вещества извлечется.

Предположим, что какое-то вещество, растворенное в воде в количестве Х₀, экстрагируется из водного раствора неводным растворителем, например хлороформом. Обозначим через Х количество вещества, оставшегося в воде после первого извлечения. Тогда количество вещества, перешедшего в хлоро­формное извлечение, будет равно Х₀ - Х₁.

Объем водного раствора, из которого производится извлечение, при этом не изменяется и равен V₁. Объем хлороформа, взятый для каждого извле­чения,  также  постоянен  и  равен   V₂  Концентрация   вещества   С_H2O>   остав-

шегося   в  водном  растворе  после  первого  извлечения,  будет  равняться X₁/V₁ а  концентрация  его  в хлороформе (С_CHCl3)   составит  (X₀-X₁)/V₂.   По закону

распределения:                                          

                                                                      

отсюда:

тде X₁ - остаток вещества в водном растворе после первого извлечения хло­роформом. Так как К,  V₁  и   V₂ по  условию  являются   величинами  постоян-

ными, то выражение V₁/(KV₂+V₁) можно считать величиной постоянной  и обо-

 

значить буквой С (const). Тогда формула X₁=X₀V₁/(KV₂+V₁) примет следующий

Вид: X₁ = С•Х₀.

При повторном извлечении роль количества вещества, первоначально рас­творенного в воде, будет играть первый остаток, т. е. Х₁.

Остаток вещества в водном растворе после второго извлечения хлорофор­мом будет равен Х₂:

Х₂ = СХ₁ = ССХ₀ = CХ₀.

После /1-го извлечения количество вещества в водном растворе составит:

Х_п = СХ"-¹ = С • С^n-1 • Х₀ = СⁿХ₀;

 

 

где Хо - количество вещества, оставшееся в водном растворе после экстра­гирования хлороформом п раз.

Таким образом, зная коэффициент распределения, нетрудно вычислить кон­центрацию вещества в водном растворе после п экстракции.

Коэффициент распределения можно изменить в ту сторону, в которую облегчается разделение слоев и уменьшается потеря растворителя за счет растворения его в воде. Для этой цели нередко рекомендуется насыщение водной фазы какой-либо солью [Na₂SJ₄; (NH₄)₂SJ₄; NaCl и др.].

С коэффициентом распределения связана важная с аналитической точки зрения степень экстракции.

 

где Е -степень экстракции  в  процентах,  /С - коэффициент    распределения, У -объем водной фазы, V - объем органической фазы.

29.06.2015