Задачи с решениями (стр. 3 )

В эфир перейдёт

Концентрация в эфире равна:

Степень экстракции (процент экстракции) – это отношение количества экстрагированного вещества к общему (начальному) количеству этого вещества в водном растворе:

где R – степень экстракции вещества, %; – количество вещества, которое экстрагировалось органическим растворителем; – общее (начальное) количество вещества в водном растворе. Степень экстракции равна при однократной экстракции:

2) Посчитаем для однократной экстракцией со 1000 мл эфира.

Концентрация в воде равна:

В эфир перейдёт

Концентрация в эфире равна:

Степень экстракции в данном случае равна:

3) Рассмотрим экстракцию десятью порциями эфира по 100 мл.

Степень экстракции будет равна:

Эффективность экстракции выше, если ее производить десятью порциями эфира по 100 мл каждая (степень экстракции ~100%), чем одной порцией в 1000 мл (степень экстракции 96,8%).

4) Найдем сколько экстракций нужно для количественного извлечения ацетанилида:

Прологарифмируем:

Предположим, что экстракция количественная, когда в эфир переходит 99,9% вещества, или в воде остается 0,1%. Тогда

Для количественного извлечения ацетанилида будет достаточно 5 экстракций по 100 мл эфира.

Ответ: для однократной экстракции порцией 100 мл эфира; ; ; ; ; для однократной экстракции порцией 1000 мл эфира; ; ; ; ; для экстракции десятью порциями по 100 мл эфира; ; ; ; ; количественное извлечение ацетанилида порциями по 100 мл будет достигнуто примерно после 5 экстракций.

8. Имеются следующие результаты потенциометрического титрования 25 мл раствора, содержащего некую слабую одноосновную кислоту 0,1165 молярным раствором NaOH:

Объем NaOH, мл	рН	Объем NaOH, мл	рН	Объем NaOH, мл	рН
0	2,89	15,0	7,08	17,0	11,34
2	4,52	15,5	7,75	18	11,63
4	5,06	15,6	8,40	20	12,0
10	5,89	15,7	9,29	24	12,41
12	6,15	15,8	10,07
14	6,63	16,0	10,65

Постройте нормальную и дифференциальную кривые титрования. Рассчитайте концентрацию исходного раствора кислоты. Оцените рH в точке эквивалентности и константу диссоциации этой слабой кислоты.

Решение

Интегральная кривая титрования:

Дифференциальная кривая титрования

Точка эквивалентности достигается при прибавлении 15,69 мл NaOH, при этом рН = 9,25.

При добавлении раствора NaOH происходит увеличение концентрации соли NaAc за счет нейтрализации слабой кислоты:

NaOH + HAc → NaAc + H2O

Эта соль как сильный электролит, имеющий одинаковый анион со слабой кислотой, будет уменьшать ее диссоциацию.

При достижении точки эквивалентности мы будем иметь раствор чистой соли, рН которого будет определяться константой гидролиза этой соли.

Ac - + H2O ↔ HAc + OH-

Константа гидролиза будет равна:

;

- степень гидролиза, – концентрация соли. Концентрация соли в точке эквивалентности равна:

Зная рН раствора в точке эквивалентности, найдем концентрацию гидроксид-ионов:

Отсюда найдем степень гидролиза:

Учитывая, что , получаем:

Т. к. константу гидролиза можно выразить через константу диссоциации кислоты и ионное произведение воды, перепишем: