background image

Politechnika Gdaoska, międzywydziałowy kierunek „INŻYNIERIA BIOMEDYCZNA” 

 

Projekt „Przygotowanie i realizacja kierunku inżynieria biomedyczna – studia międzywydziałowe”  
współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego. 

 

 
 
 
 

 

 
 
 
 

SKRYPT DO LABORATORIUM 

 
 
 

CHEMIA 

 
 

ĆWICZENIE 9: Ekstrakcja 

 
 

autor: 

dr Jolanta Szczygelska-Tao 

 
 
 
 
 
 

Gdaosk, 2010 

 

background image

Politechnika Gdaoska, międzywydziałowy kierunek „INŻYNIERIA BIOMEDYCZNA” 

2

 

Chemia, J. Szczygelska-Tao 

 
 

1. Wymagania wstępne 

1.1.Ustawienia 

Znajomośd typów ekstrakcji, umiejętnośd doboru odpowiedniego rozpuszczalnika organicznego do ekstrakcji z roztworów 
wodnych. Znajomośd techniki ekstrakcji i stosowanego sprzętu. Umiejętnośd obliczania współczynnika ekstrakcji. 

 
Cele dwiczenia:  
 

Celem dwiczenia jest zapoznanie się z techniką ekstrakcji, zbadaniem procesu rozdziału związków organicznych pomiędzy 
dwa  nie  mieszające  się  ze  sobą  rozpuszczalniki.  Nabranie  wprawy  w  przygotowywaniu  roztworów  wodnych  związków 
nieorganicznych o określonym stężeniu, sprawdzenie poprawności wyboru odpowiedniego rozpuszczalnika organicznego 
do ekstrakcji związków z fazy wodnej do organicznej w odniesieniu do wiedzy teoretycznej.  

 

Spodziewane efekty kształcenia - umiejętności i kompetencje:  

Umiejętne posługiwanie się  szkłem laboratoryjnym - przede wszystkim rozdzielaczem jak również naczyniami miarowymi. 
Umiejętnośd określenia na podstawie właściwości fizycznych rozpuszczalników organicznych ich przydatności do ekstrakcji 
związków z mieszaniny. 

 

Metody dydaktyczne: 

Praktyczna realizacja zadao teoretycznie opisanych w instrukcji. Dyskusja otrzymanych wyników- odniesienie do wiedzy 
teoretycznej. 

 

Zasady oceniania/warunek zaliczenia dwiczenia 

Warunkiem zaliczenia dwiczenia jest poprawnie napisana kartkówka lub zadowalająca  odpowiedź ustna oraz dokładnośd 
wykonania dwiczenia i umiejętnośd wykonania odpowiednich obliczeo. 

 
Wykaz literatury podstawowej do dwiczenia: 

1. 

Red. E. Luboch, M. Bocheoska, J.F. Biernat „Chemia ogólna. Dwiczenia laboratoryjne” Wyd. PG 2003 rozdz.17

 

2. 

J. Minczewski, Z. Marczenko „Chemia analityczna” PWN 2008

 

3. 

A.J. Vogel „Preparatyka organiczna” Warszawa 1984 

 

2. Przebieg dwiczenia  

L.p. 

Zadanie 

1.  

Sprawdzenie  w  formie  pisemnej  lub  ustnej  teoretycznej  znajomości  technik  ekstrakcyjnych  oraz  zasad  doboru 
odpowiednich rozpuszczalników ekstrakcyjnych 

2. 

Wprowadzenie  prowadzącego,  informacja  o  warunkach  bezpieczeostwa,  przydzielenie  określonych  zadao 
podgrupom studentów 

3.  

Realizacja zadao zgodnie z instrukcją do dwiczenia i podanymi uszczegółowieniami 

4. 

Sprawdzenie uzyskanych wyników i dyskusja 

 

UWAGI! 

 

 

background image

Politechnika Gdaoska, międzywydziałowy kierunek „INŻYNIERIA BIOMEDYCZNA” 

3

 

Chemia, J. Szczygelska-Tao 

 

3. Wprowadzenie do dwiczenia 

Wstęp teoretyczny 

  

Jedną  z  najczęściej  stosowanych  technik  laboratoryjnych  jest  ekstrakcja  (z  łaciny:  extraho  

wyciągam). Proces ekstrahowania związków chemicznych polega na wykorzystaniu takich różnic w ich 

właściwościach,  które  pozwolą  na  przeprowadzenie  rozdzielenia  składników  układu  do  dwóch 

różnych, łatwych do oddzielenia faz. Ogólnie rzecz ujmując proces ten polega na wydzielaniu związku 

organicznego  z  jego  roztworu  lub  zawiesiny  przez  wytrząsanie  z  innym  rozpuszczalnikiem,  takim,  w 

którym dana substancja organiczna jest rozpuszczalna a dodatkowo, który nie miesza się w ogóle (lub 

miesza  się  w  nieznacznym  stopniu)  z  cieczą  zawierającą  substancję  ekstrahowaną.  W  analityce 

laboratoryjnej  najczęściej  badanymi  są  wodne  roztwory  związków  chemicznych,  dlatego  ekstrakcję 

typu  ciecz-ciecz  prowadzi  się  zazwyczaj  w  układach:  roztwór  wodny  –  rozpuszczalnik  organiczny. 

Podczas  dokonywania  procesu  ekstrakcji  istotny  jest  dobór  odpowiedniego  rozpuszczalnika  bądź 

mieszaniny rozpuszczalników, dobór odpowiedniej techniki ekstrakcji oraz parametrów prowadzenia 

ekstrakcji. Ekstrakcja zachodzi więc w układach dwufazowych ciecz-ciało stałe lub ciecz-ciecz. 

Współczynnik podziału 

 Zjawiska zachodzące podczas ekstrakcji podlegają tzw. prawu podziału Nernsta. Podczas procesu 

ekstrakcji ustala się stan równowagi. Jeśli stężenia substancji w warstwach  A i B oznaczy się przez 

C

A

 

C

B

,

 

to  w  warunkach  stałej  temperatury  i  ciśnienia  stosunek  stężeo  substancji  dla  danego  układu  jest 

wartością stałą i nazywany jest stałą podziału. 

C

A

/C

B

constans=K 

Stałą podziału można posługiwad się jedynie w przypadkach, gdy substancja ekstrahowana występuje 

w tej samej postaci w obu fazach. W rzeczywistości, w wyniku oddziaływao substancji rozdzielanej z 

rozpuszczalnikiem,  jej  chemiczna  postad  jest  różna.  Wielkośd  uwzględniająca  te  różnice  oraz  wpływ 

zachodzących  reakcji  określa  współczynnik  podziału  (D),  który  stanowi  stosunek  sumy  stężeo 

wszystkich  form  substancji  w  fazie  organicznej  (∑C

o

)  do  sumy  stężeo  wszystkich  jej  form  w  fazie 

wodnej  (∑C

w

).    Można  przyjąd,  że  w  przybliżeniu  współczynnik  podziału  jest  równy  stosunkowi 

rozpuszczalności danej substancji w obu rozpuszczalnikach.  

D= ∑C

o

/∑C

w

 

background image

Politechnika Gdaoska, międzywydziałowy kierunek „INŻYNIERIA BIOMEDYCZNA” 

4

 

Chemia, J. Szczygelska-Tao 

 

Gdy ekstrahowana substancja nie podlega żadnym reakcjom w obu fazach, to współczynnik podziału D 

jest równy stałej podziału K

W  celu  lepszej  charakterystyki  efektywności  procesu  ekstrakcji  wprowadzono  pojęcie  procentu 

ekstrakcji (%E), który wyraża się wzorem: 

 

%E= 100∙D/D+V

w

/V

 

gdzie: V

o

 – objętośd rozpuszczalnika organicznego, 

           V

w

 – objętośd fazy wodnej, 

 

D  – współczynnik podziału. 

Związki  organiczne  są  zwykle  lepiej  rozpuszczalne  w  rozpuszczalnikach  organicznych  niż  w  wodzie, 

dlatego  mogą  one  byd  ekstrahowane  z  roztworów  wodnych.  Jeśli  do  roztworu  wodnego  doda  się 

elektrolitu, np. chlorku sodu, to rozpuszczalnośd substancji organicznej maleje, inaczej mówiąc, substancja 

ulega wysalaniu. Czynnik ten pomaga wyekstrahowad związek organiczny.  

Wybór rozpuszczalnika do ekstrakcji, układy ekstrakcyjne 

Najczęściej  do  procesów  ekstrakcji  związków  organicznych  z  fazy  wodnej  stosuje  się  następujące 

rozpuszczalniki  organiczne:  eter  dietylowy  lub  eter  diizopropylowy,  benzen  lub  toluen,  chloroform, 

chlorek metylenu, octan etylu i eter naftowy.  

Cechy rozpuszczalnika w stosunku do fazy, z której prowadzi się ekstrakcję: 

 

niewielka wzajemna rozpuszczalnośd obu faz – ekstrahowanej i ekstrahującej, 

 

duża  rozpuszczalnośd  ekstrahowanej  substancji,  pożądana  niewielka  rozpuszczalnośd  innych 

składników mieszaniny, 

 

duża wartośd stałej podziału, 

 

duża różnica ciężarów właściwych obu faz, 

 

trwałośd substancji w roztworze, 

 

łatwośd rozwarstwiania się faz, 

 

duża czystośd i trwałośd, 

 

małą skłonnośd do tworzenia emulsji, 

 

mała lepkośd, 

 

łatwośd i bezpieczeostwo manipulacji, 

background image

Politechnika Gdaoska, międzywydziałowy kierunek „INŻYNIERIA BIOMEDYCZNA” 

5

 

Chemia, J. Szczygelska-Tao 

 

łatwośd usunięcia z roztworu, 

 

niskie koszty. 

W  celu  skutecznego  rozdzielania  mieszaniny  substancji,  które  różnią  się  właściwościami 

chemicznymi  jest  pamiętanie  o  zasadzie,  że  "podobne  rozpuszcza  podobne".  Oznacza  to,  że 

substancje,  których  cząsteczki  są  zbudowane  z  wiązao  kowalencyjnych  niespolaryzowanych  lub 

spolaryzowanych  tylko  w  niewielkim  stopniu,  rozpuszczają  się  dobrze  w  rozpuszczalnikach 

niepolarnych, tzn. o cząsteczkach zbudowanych z podobnych wiązao (heksan, heptan, benzyna, eter 

naftowy,  węglowodory  aromatyczne,  eter  dietylowy).  Przykład  może  stanowid  parafina,  która 

rozpuszcza się w heksanie, tetrachlorku węgla, eterze dietylowym i naftowym, a nie rozpuszcza się w 

wodzie  i  alkoholach  o  małej  masie  cząsteczkowej.  Parafina,  tłuszcze,  alkohole,  aldehydy,  ketony, 

kwasy, estry, aminy i inne związki organiczne o znacznej masie cząsteczkowej (liczbie atomów węgla w 

cząsteczce  większej  niż  4)  są  substancjami  niepolarnymi,  hydrofobowymi.  Wykazują  powinowactwo 

do rozpuszczalników niepolarnych, nie mieszających się z wodą. 

               Substancje,  w  cząsteczkach  których  występują  wiązania  jonowe  lub  w  znacznym  stopniu 

spolaryzowane, lub cząsteczka zawiera polarne grupy funkcyjne (np. cukry) dobrze rozpuszczają się w 

rozpuszczalnikach  polarnych  o  charakterze  polarnym,  np.  chloroform,  aceton,  alkohole  etylowy  i 

metylowy, woda, kwas octowy. Substancje polarne natomiast nie rozpuszczają się lub rozpuszczają się 

bardzo słabo w rozpuszczalnikach niepolarnych. Pojawienie się w cząsteczce wiązania jonowego lub w 

znacznym stopniu spolaryzowanego powoduje, że substancja nabiera właściwości hydrofilowych. Do 

substancji  polarnych  należą:  sole  nieorganiczne,  sole  kwasów,  alkoholany

 

i  fenolany,  sole  amin 

alifatycznych i aromatycznych.  

Metoda ekstrakcji jest często stosowana do rozdzielania mieszaniny kationów w roztworach wodnych. W 

celu  oddzielenia  jednego  z  kationów  często  przeprowadza  się  go  hydrofilowej  w  postad  hydrofobową, 

zdolną do rozpuszczania się w niepolarnych rozpuszczalnikach organicznych. W tym celu przeprowadza się 

jeden  z  kationów  w  związek  kompleksowy  z  utworzeniem  kompleksu  chelatowego.  Grupa  kompleksów 

chelatowych  znajduje  szerokie  zastosowanie  w  ekstrakcyjnych  metodach  rozdzielania  jonów  metali. 

Związki  te  są  trudno  rozpuszczalne  w  wodzie,  ale  dobrze  rozpuszczają  się  w  rozpuszczalnikach 

organicznych  o  niskich  wartościach  stałych  dielektrycznych.  Większośd  związków  chelatowych 

charakteryzuje  się  intensywną  barwą  co  ułatwia  obserwację  procesu  ekstrakcji  jonów.  Efektywnośd 

procesu ekstrakcji chelatów wewnętrznych wzrasta ze wzrostem stężenia odczynnika w układzie oraz ze 

wzrostem  pH  roztworu  wodnego.  Przykładem  kompleksu  chelatowego  może  byd  dimetyloglioksymian 

niklu(II).  Związek  ten  powstaje  w  wyniku  reakcji  soli  niklu(II)  z  dimetyloglioksymem  w  środowisku 

zasadowym.  W  fazie  wodnej  związek  ten  występuje  w  postaci  kłaczkowatego,  trudno  rozpuszczalnego 

background image

Politechnika Gdaoska, międzywydziałowy kierunek „INŻYNIERIA BIOMEDYCZNA” 

6

 

Chemia, J. Szczygelska-Tao 

osadu  o  barwie  różowej,  natomiast  po  dodaniu  rozpuszczalnika  organicznego  (np.  chloroformu) 

rozpuszcza się zabarwiając fazę organiczną na różowo.  

Tabela 1. Właściwości fizyczne wybranych rozpuszczalników organicznych. 

rozpuszczalnik 

gęstośd 

[gcm

-3

rozpuszczalnośd w 

wodzie [%] 

temperatura 

wrzenia [ºc] 

chloroform 

1.498 

61.3 

chlorek 

metylenu 

1.326 

1.6 

40.2 

toluen 

0.869-

0.873  

nierozpuszczalny 

109.6 

etanol 

0.789 

nieograniczona 

78.3 

heksanol 

0.816 

około 2 

157.5 

eter etylowy 

0.71 

6.9 

34.6 

Octan etylu 

0.901 

8.6 

77.2 

 

Ekstrakcja w rozdzielaczu 

Do  ekstrakcji  najczęściej  stosuje  się  rozdzielacze  kuliste  lub  gruszkowe,  wyposażone  w  szklany  lub 

teflonowy  korek.  Rozdzielacz  umieszcza  się  w  pierścieniu  umocowanym  na  statywie.  Następnie  do 

rozdzielacza wprowadza się roztwór przeznaczony do ekstrakcji oraz rozpuszczalnik, tak by łączna objętośd 

cieczy  stanowiła  nie  więcej  niż  2/3  objętości  rozdzielacza.  W  celu  wyekstrahowania  substancji,  zawartośd 

rozdzielacza wstrząsa się najpierw ostrożnie, tak, by nie dopuścid do zbyt gwałtownego wzrostu prężności 

par  w  rozdzielaczu.  Następnie  rozdzielacz  odwraca  się  nóżką  ku  górze  i  otwiera  kran  w  celu 

wyrównania  ciśnienia.  Następnie  po  zamknięciu  kranu,  znów  wstrząsa  się  rozdzielaczem,  pamiętając 

stale o wyrównywaniu ciśnieo. Następnie rozdzielacz umieszcza się ponownie w pierścieniu na statywie i 

pozostawia  do  rozdzielenia  się  mieszaniny.  Po  utworzeniu  się  wyraźnie  od  siebie  rozdzielonych  dwóch 

warstw,  otwiera  korek  i  dolną  warstwę  spuszcza  się  przez  kran,  a  pozostałą  w  rozdzielaczu  warstwę 

górną wylewa się górnym otworem, unikając w ten sposób zanieczyszczenia jej roztworem wodnym, 

którego resztki mogą pozostawad w nóżce rozdzielacza. Roztwór wodny zawraca się do rozdzielacza w 

celu  ponownej  ekstrakcji  rozpuszczalnikiem.  Zazwyczaj  stosuje  się  trzykrotne  powtórzenie  procesu, 

jednak  ilośd  potrzebnych  ekstrakcji  jest  zależna  od  ilości  substancji,  współczynnika  podziału  substancji 

organicznej  pomiędzy  wodę  i  rozpuszczalnik  organiczny.  Duży  wpływ  na  wydzielanie  związków 

background image

Politechnika Gdaoska, międzywydziałowy kierunek „INŻYNIERIA BIOMEDYCZNA” 

7

 

Chemia, J. Szczygelska-Tao 

organicznych z roztworów wodnych ma tzw. efekt wysolenia. Jego działanie głównie polega na tym, że 

ogranicza on rozpuszczalnośd wielu substancji organicznych w wodzie.  

 

Rysunek 

1. 

Ekstrakcja: 

– 

położenie 

rozdzielacza 

podczas 

spuszczania 

dolnej 

warstwy,  

– 

położenie 

rozdzielacza 

podczas 

wstrząsania, 

– 

zestaw 

do 

ekstrakcji 

metodą 

ciągłą  

z  użyciem  aparatu  Soxhleta.  A  –  gilza  z  bibuły,  B  –aparat  Soxhleta,  C  –  kolba  okrągłodenna,  D  –chłodnica  zwrotna,  E  – 
ogrzewacz, F – rurka przelewowa. 

 

Ekstrakcja substancji stałych w aparacie Soxhleta 

 

Aparat  Soxhleta  służy  do  ekstrakcji  ciągłej  substancji  stałych  gorącym  rozpuszczalnikiem. 

Substancję przeznaczoną do ekstrakcji umieszcza się w gilzie A wykonanej z twardej bibuły filtracyjnej. 

Gilzę  wsuwa  się  do  wewnętrznej  rury  aparatu  B,  pod  którym  montuje  się  kolbę  C  wypełnioną 

rozpuszczalnikiem  do  ekstrakcji.  U  góry  aparatu  montuje  się  chłodnicę  zwrotną  D.  Kolbę  z 

rozpuszczalnikiem  ogrzewa  się  do  osiągnięcia  stanu  łagodnego  wrzenia  zawartości.  Pary 

rozpuszczalnika przepływają do chłodnicy, tam skraplają się i zostają zawrócone do gilzy. Po zebranej 

w gilzie takiej porcji rozpuszczalnika, że jego górny poziom osiąga wysokośd bocznej rurki F, ekstrakt 

zostaje  przelany  syfonem  do  kolby.  Proces  ten  powtarza  się  automatycznie  aż  do  zakooczenia 

ekstrakcji. 

Ekstrakcja roztworami chemicznie czynnymi 

 

Doboru  rozpuszczalnika  odpowiedniego  do  ekstrakcji  dokonuje  się  często  na  podstawie  jego 

właściwości chemicznych. Ekstrakcja rozpuszczalnikami chemicznie czynnymi polega na zastosowaniu 

takiego  rozpuszczalnika,  który  chemicznie  reaguje  z  substancją  przeznaczoną  do  ekstrakcji.  Do  tego 

celu stosuje się najczęściej: 

background image

Politechnika Gdaoska, międzywydziałowy kierunek „INŻYNIERIA BIOMEDYCZNA” 

8

 

Chemia, J. Szczygelska-Tao 

 

*do  wyodrębniania  kwasów  organicznych  i  fenoli  z  ich  roztworów  w  rozpuszczalnikach 

organicznych lub do usuwania kwaśnych zanieczyszczeo z roztworów+: ─ 5%-owy wodny roztwór 

wodorotlenku  sodu  lub  potasu,  5%-owy  lub  10%-owy  roztwór  węglanu  sodu,  2%-owy  albo 

nasycony  roztwór  wodorowęglanu  sodu.  Powstająca  w  wyniku  reakcji  sól  kwasu  z  reguły 

rozpuszcza się w wodzie i zostaje w ten sposób przeprowadzona z fazy organicznej do wodnej; 

 

*do  przenoszenia  substancji  i  zanieczyszczeo  o  charakterze  zasadowym  z  fazy  organicznej  do 

wodnej]: ─ rozcieoczone kwasy: solny i siarkowy(VI); 

 

*do usuwania eterów z halogenków alkilowych] ─ stężony kwas siarkowy. 

W  pozostałych  przypadkach  rozpuszczalnik  stosowany  do  ekstrakcji  powinien  byd  chemicznie 

obojętny w stosunku do ekstrahowanych substancji.  

Zastosowanie ekstrakcji w analizie 

1.  Wydzielenie i rozdzielenie oznaczanego składnika, 

2.  oddzielanie  składników  przeszkadzających  przed  oznaczaniem  związków  pozostałych  w  fazie 

wodnej, 

3.  koncentracja związków śladowych, 

4.  oczyszczanie niektórych odczynników chemicznych. 

Metody  ekstrakcyjne  charakteryzują  się  dużą  skutecznością,  szybkością  i  prostotą  operacji  oraz 

szerokim  zakresem  zastosowao,  wadą  może  byd  stosunkowo  duże  zużycie  rozpuszczalników 

organicznych. 

Częśd doświadczalna: 
 
Ćwiczenie 1. 
 
Ekstrakcja kofeiny z herbaty lub kawy 
 

N

N

N

N

O

O

CH

3

C

H

3

CH

3

 

 
Kofeina - 1,3,7-trimetyloksantyna lub 3,7-dihydro-1,3,7-trimetylo-1H-puryno-2,6-dion 
 
 
 

background image

Politechnika Gdaoska, międzywydziałowy kierunek „INŻYNIERIA BIOMEDYCZNA” 

9

 

Chemia, J. Szczygelska-Tao 

Wykonanie dwiczenia: 
 
W kolbie stożkowej należy umieścid 15 torebek herbaty ekspresowej, wlad 300 cm

3

 wody i ogrzad do 

wrzenia. Następnie pozostawid herbatę w gorącej wodzie przez około 15 min. Po tym czasie usunąd 

torebki  na  lejku  i  dokładnie  wycisnąd.  Zawartośd  kolby  schłodzid  do  temperatury  pokojowej 

umieszczając ją w wodzie z lodem. Ochłodzony roztwór przenieśd do rozdzielacza o pojemności 500 

cm

3

  i  ekstrahowad  delikatnie  wytrząsając  z  50  cm

3

  chlorku  metylenu.  Po  oddzieleniu  warstwy 

organicznej  (spuścid do kolby stożkowej) od warstwy wodnej, ponownie dodad do pozostałej warstwy 

wodnej  kolejną  porcję  50  cm

3

  chlorku  metylenu.  Proces  ekstrakcji  powtarzad  trzykrotnie.  Do 

połączonych ekstraktów należy dodad bezwodnego MgSO

4

 w celu wysuszenia z resztek wody. W tym 

czasie  należy  zważyd  kolbkę  okrągłodenną  i  wlad  do  niej  po  odsączeniu  chlorek  metylenu  z 

wyekstrahowaną kofeiną. Odparowad do sucha na wyparce rotacyjnej i po ochłodzeniu zważyd kolbę 

ponownie.    Obliczyd  masę  wyekstrahowanego  związku.  Wykonad  chromatogram  wyekstrahowanego 

związku w układzie wskazanym przez prowadzącego i porównad z wzorcem (kofeina). 

 
Ćwiczenie 2. 
a. Podział kwasu benzoesowego między toluen i wodę 
 
W  kolbce  miarowej  o  pojemności  50  cm

sporządzid  roztwór  podstawowy  zawierający  2,5  g    kwasu 

benzoesowego  w  toluenie.  Z  roztworu  podstawowego  przygotowad  cztery  roztwory  robocze 

pobierając  pipetą  kolejno  3,8,  7,5,  15  oraz  20  cm

3

  roztworu  do  kolbek  miarowych  o  pojemności  25 

cm

3

 i uzupełniając toluenem do kreski. Otrzymane roztwory wlad do rozdzielaczy zawierających po 50 

cm

3

 wody i wytrząsad przez 15 min. Uwaga! Przed przystąpieniem do wytrząsania należy sprawdzid 

szczelnośd  korków  w  rozdzielaczach.  Po  upływie  15  min.  rozdzielacze  umieścid  w  statywie  do 

momentu  rozdzielenia  się  warstw.  Kiedy  dolna  warstwa  będzie  klarowna  należy  przekręcid  kurek  i 

spuścid ją do kolby stożkowej, pozostawiając warstwę toluenową w rozdzielaczu. Po kolei z każdego 

roztworu wodnego odmierzyd po 2 próbki po 10 cm

3

 a następnie miareczkowad rozpuszczony w nich 

kwas benzoesowy 0.01M roztworem NaOH wobec fenoloftaleiny.  

Dzięki  średniej  wartości wyników  miareczkowania  można  obliczyd  stężenia  kwasu  benzoesowego    w 

wodzie,  a znając  całkowitą  ilośd  kwasu  w  rozdzielaczu  oraz  objętośd  wody i  toluenu  można  wyliczyd 

stężenie kwasu w fazie wodnej.  

W tym celu: 

- W roztworach roboczych obliczyd ilośd kwasu benzoesowego, (ilośd moli w 25 cm

3

). 

-Obliczyd  ilośd  moli  C

6

H

5

COOH  w  fazie  wodnej  po  ekstrakcji  (uwzględniając  objętośd  fazy  wodnej  50 

cm

3

). 

-Obliczyd ilośd moli C

6

H

5

COOH w 25 cm

3

 fazy organicznej- w  toluenie;  różnica między zawartością  

background image

Politechnika Gdaoska, międzywydziałowy kierunek „INŻYNIERIA BIOMEDYCZNA” 

10

 

Chemia, J. Szczygelska-Tao 

w  roztworze roboczym  a 50 cm

3

 fazy wodnej. 

-Obliczyd molowe stężenia C

6

H

5

COOH w fazie organicznej (c

1

) oraz wodnej (c

2

). 

 
b. Podział kwasu octowego między wodę i octan etylu 
 
Do  rozdzielacza  o  pojemności  100  cm

3

  wprowadzid  10  cm

3

  0,2  M  roztworu  kwasu  octowego 

CH

3

COOH,  10  cm

3

  wody  destylowanej  i  wytrząsad  5  minut  z  20  cm

3

  octanu  etylu.  Po  rozdzieleniu 

warstw  fazę  organiczną  odrzucid.  Fazę  wodną  przenieśd  do  kolbki  stożkowej,  dodad  2-3  krople 

roztworu fenoloftaleiny i miareczkowad 0,1 M roztworem NaOH aż do jasno-fioletowego zabarwienia. 

 

Obliczyd  współczynnik  ekstrakcji  kwasu  octowego  w  układzie  woda-octan  etylu,  a następnie  określid 

procent ekstrakcji E%. 

 

c. Wpływ dodatku soli na ekstrakcję 
 
Umieścid  w  rozdzielaczu  10  cm

3

  0,2  M  roztworu  kwasu  octowego  CH

3

COOH,  10  cm

3

  6  M  roztworu 

NaCl i wytrząsad 5 min z 20 cm

3

 octanu etylu. Rozdzielid warstwy i oznaczyd stężenie kwasu octowego 

w fazie wodnej. Wyjaśnid wpływ dodatku NaCl na wydajnośd ekstrakcji. 

 

Ćwiczenie 3. 

Rozdzielenie jonów metali metodą ekstrakcji. 
 
Przygotowad  mieszaninę  soli  Ni(II)  i  Fe(III)  poprzez  zmieszanie  w  zlewce  10  cm

3

  roztworu  azotanu 

niklu(II) Ni(NO

3

)

2

 o stężeniu 10

-3

M i 2 cm

3

 azotanu żelaza(III) Fe(NO

3

)

3

 o stężeniu 10

-3

M. Dodad 2 cm

3

 

10%  roztworu  winianu  sodu  i  potasu  oraz  2  cm

3

  10%  chlorku  hydroksyloamoniowego  [NH

3

OH]Cl  i 

dokładnie wymieszad. Do rozdzielacza o pojemności 50 cm

3

 wlad 10 cm

35% mieszaniny heksanolu w 

chloroformie,  2  cm

3

  1%  roztworu  dimetyloglioksymu,  wymieszad  i  dodad  przygotowaną  mieszaninę 

soli. Po kolejnym wymieszaniu dodawad kroplami 5% roztwór amoniaku aż do uzyskania intensywnie 

różowej  barwy.  Wstrząsad  zawartośd  rozdzielacza  przez  1  min.,  pozostawid  do  rozdzielenia  warstw. 

Różowy  dimetyloglioksymian  niklu  dobrze  rozpuszcza  się  w  rozpuszczalniku  organicznym  a  nie 

rozpuszcza  się  w  wodzie.  W  warstwie  wodnej  pozostają  tylko  jony  żelaza.  Dodatek  winianów 

zapobiega wytrącaniu wodorotlenków żelaza, a hydroksyloamina uniemożliwia utlenienie Ni(II). Fazę 

organiczną  przenieśd  do  zlewki  i  wykonad  próbę  kontrolną  na  obecnośd  jonów  żelaza.  W  tym  celu 

dodad do roztworu 1 cm

3

 20% CH

3

COONa, 1 ml [NH

3

OH+Cl dla całkowitej redukcji Fe(III) do Fe(II) i 1 

cm

3

  o-fenantroliny.  Wymieszad  i  pozostawid  na  około  10  min.  Pomaraoczowa  barwa  roztworu 

świadczy o powstaniu kompleksowego związku żelaza (II).