Химиялық пәндер кафедрасы Тақырыбы: Бөлу заңы. Экстракция. Тұндырма, қайнатпалар алу принциптері Орындаған

Химиялық пәндер кафедрасы 
Тақырыбы: Бөлу заңы. Экстракция.
 Тұндырма, қайнатпалар алу принциптері
Орындаған: Джумагалиева Г.Н
Тобы: 202-А Фармация 
Қабылдаған: Тулегенова Г.У
• Жоспар:
І. Кіріспе
ІІ. Негізгі бөлім

2.1 Таралу заңы 
2.2 Экстракция 
2.3 Тұндырма, қайнатпа алу принциптері 
ІІІ. Қорытынды
ІV. Пайдаланылған әдебиеттер
Екі араласпайтын сұйықтықта үшінші затты ерітсек, ол еріткіштер 
арасында белгілі түрде таралады. 3 – заттың концентрациясы аз және 
оның бөлшектерінің өлшемдері екі фазада бірдей болса, оның жүйедегі 
концентрациясын арттыру екі фазадағы осы заттың концентрацияларын 
пропорционалды түрде өсіреді. ТАРАЛУ ЗАҢЫ

Берілген температурада 3-ші компоненттің тепе-теңдіктегі екі сұйық 
фазалардағы концентрацияларының қатынасына тұрақты шама болып 
табылады.
K=С1,А/С2,В = С3,А/С4,В = 
С5,А/С6,В = const
К – таралу коэффиценті,ол температураға,заттар табиғатына,ерітіндінің 
иондық күшіне тәуелді.Бірақ таралатын зат концентрациясына тәуелсіз.
Экстракция деп заттың екі өзара араласпайтын еріткіштердің арасында 
таралу процесін айтады. Бұл процесс әрекеттесуші массалар заңымен 
сипатталатын қайтымды процесс. Тепе-теңдік екі араласпайтын 
сұйықтардың, яғни екі фаза арасында жүргендіктен ол гетерогенді 
тепетеңдікке жатады. Әдетте араласпайтын сұйықтың біреуі су, екіншісі 
– органикалық еріткіш. Көптеген органикалық сұйықтар сумен 
араласпайды. Осындай сұйықты суға қосқанда екі қабат пайда болады. 
Егер органикалық сұйықтың тығыздығы судың тығыздығынан үлкен 
болса, онда ол төменгі қабатта орналасады, ал керісінше органикалық 
сұйықтың тығыздығы судың тығыздығынан кем яғни, аз болса, бұл 
сұйық судың үстіне шығып жоғарғы қабат түзеді. Таңдап алған 
органикалық еріткішті судың ерітіндісімен шайқағаннан кейін оның 
тамшылары тез қосылып бөлек қабат түзуі қажет. Екі қабатқа тез бөліну 
органикалық сұйық пен судың тығыздықтарының қатынасына 
байланысты. Салыстырмалы тығыздық (сал. тығ.) бірден анағұрлым көп 
не кем болуы керек. 
Металдардың координациялық қосылыстарын экстракциялауға ауыр 
еріткіш ретінде кең хлороформ CHCl
3
(сал. тығ. 1,49) және төртхлорлы 
көміртегі CCl
4
(сал. тығ. 1,59) қолданылады. Әдетте жеңіл еріткіштер 
болып бензол C
6
H
6
(сал. тығ. 0,88), диэтилді эфир C
2
H
5
OC
2
H
5
(сал. тығ. 
0,71) есептеледі. Көптеген заттарды экстракция жолымен бөлуде 
қолданылатын жақсы еріткіш қатарына метилизобутилкетон 
CH
3
COCH
2
CH(CH
3
)
2
(сал. тығ. 0,80) жатады. 
Суда еріген заттың сумен араласпайтын органикалық еріткішке ауысуы: 
а) экстракцияланатын қосылыс органикалық еріткіште суға қарағанда 
жақсы ерісе; б) экстракцияланатын қосылыс зарядталмаған болса; в) 
оның молекуласының мөлшері үлкен болса басым жүреді. 
Экстракциялану жүйелеріндегі тепе-теңдікті Нернст-Шилов таралу заңы 
және әрекеттесуші массалар заңымен сипаттауға болады. Фазалар 
түйіскенде заттың бір фазадан екінші фазаға ауысуы байқалады. Бір 
фазада заттың концентрациясы көбейеді, екіншісінде – азаяды. 

Концентрациялардың белгілі бір қатынасында динамикалық тепе-теңдік 
орнайды: 
А
су
↔ А
орг
Тепе-теңдік константасы: 
– концентрациялық таралу константасы деп аталады, 
[A]
o
және [A]
су
– заттың органикалық еріткіштегі және судағы тепе-
теңдік концентрациялары. 
Таралу константасы экстракцияланатын зат пен еріткіштердің
табиғатына және температураға тәуелді. Жиі 
мәні жуық мәнмен 
заттың әр еріткіштегі ерігіштігінің қатынасымен анықталады. Мысалы, 
иодтың судағы ерігіштігі 0,034 г/100мл, ал төртхлорлы көміртегіндегі
ерігіштігі 2,905 г/100мл, осыдан иодтың таралу константасы 
=2,905/0,034 = 85,44. 
Экстракциялау процесінің тағы бір сандық сипаттамасы заттың 
органикалық фазадағы мөлшері мен оның жүйедегі жалпы мөлшерінің 
қатынасына сәйкес экстракциялану дәрежесі: 
Q
(o)
, Q
(су)
– заттың органикалық фазадағы және судағы мөлшерлері. 
Экстракциялану дәрежесін әдетте үлеспен не пайызбен белгілейді: 

Егер заттың мөлшерін концентрация мен көлем арқылы белгілесек: 
Q
(o)
= C
A(o) . 
V
(o)
; Q
(су)
= C
A(cy).
V
(cу)
(14.7) 
теңдігін алымын да, бөлімін де С
А(су)
.
V
o
көбейтіндісіне бөліп, осы 
теңдіктің таралу коэффициентімен байланысын алуға болады: 
(14.8) 
Егер V
cy
= V
o
болса, онда 
Экстракциядан кейін қалған заттың бөлігін бір деп алып, айырымды 
100ге көбейтсек “n” рет экстракциялағаннан кейінгі экстракциялау 
дәрежесін (R%) табамыз: 

Бейорганикалық ионның комплекстік қосылыс түзіп экстракциялануын 
қайтымды химиялық реакция деп қарастыруға болады: 
M
n+cy
+ nH
2
L
(o)
↔ ML
n(o)
+ mH
+cy
Келтірілген реакцияның тепе-теңдік константасын экстракциялану 
константасы деп атайды – K
ex
: 
(14.10) 
Егер органикалық фазада тек ML
n
, ал судағы фазада тек M
n+
иондары 
жүрсе жүйенің таралу коэффициенті: 
D
С
= [ML
n
]
o
/ [M
n+
]
cy
(14.11) 
Осыған сәйкес экстракциялану константасын былай жазуға болады: 
теңдіктен: 

Таралу коэффициентінің мәні ерітіндінің рН-на және органикалық 
фазадағы лигандтың концентрациясына тәуелді. 
(14.13) теңдіктің екі жағын да логарифмдесек: 
lgD
С
= nlg[H
2
L]
o
– mlg[H
+
]
cy
+ lgK
ex
Егер сутегі иондарының концентрациясын тұрақты етіп ұстап, 
органикалық фазадағы H
2
L концентрациясын өзгертсек lgD
С
= f(lg[H
2
L]) 
байланысына сәйкес түзудің көлбеу бұрышының тангенсі “n” мәніне тең 
болады. Егер керісінше [H
2
L] тұрақты болып, [H
+
] өзгерсе, lgD
С
= 
f(lg[H
+
]) байланысына сәйкес түзудің көлбеуі бұрышының тангенсі “m” 
мәніне тең болады. 
D
С
tgα = n lg[H
2
L] D
С
tgα = m pH 
Осыдан экстракцияланатын қосылыстың құрамын анықтауға болады. 
Мысалы, мыс иондарын селективті экстракциялайтын оксим H
2
L мыспен 
реагенттің концентрациясы аз болғанда жасыл комплекс, ал реагент көп 
болғанда қоңыр комплекс түзеді. lgD
С
= f(lg[H
2
L]) байланысының 
графигінен жасыл комплекске сәйкес “n” мәні бірге тең, ал қоңыр 
комплекс үшін n = 2. Осыдан жасыл комплекстің түзілу реакциясы: Cu
2+
+ H
2
L → CuL + 2 H
+
, ал қоңыр комплекстің түзілу реакциясы: Cu
2+
+ 
2H
2
L → Cu(HL)
2
+ 2H
+
. 
Жоғарыда келтірілген теңдіктерде бір заттың әртүрлі фазаларда таралуы 
қарастырылды. Ал екі заттың бөлінуін сипаттайтын мән ол – бөліну 
коэффициенті. Бөліну коэффициенті бірдей жағдайда анықталған екі А 
және В заттарының таралу коэффициенттерінің қатынасына сәйкес: 
К
А/В
= D
А
/D
В
Неғұрлым бөліну коэффициентінің мәні үлкен болса, соғұрлым екі 
заттың бөлінуі толық жүреді. Ең жақсы бөліну К
А/В
>> 1 және D
А
.
D
В
≈ 1 
болғанда байқалады. 

Экстракциялық жүйелердің бірнеше жіктелуі бар. Біреуінің негізіне 
қосылыстардың судағы фазадан органикалық фазаға ауысуына сәйкес 
реакциялары жатады. Екіншісінің негізіне пайдаланатын органикалық 
еріткіштің (экстрагент) табиғаты жатады. Мысалы, экстрагенттің 
қышқылды-негіздік қасиетіне негізделіп экстрагенттерді үш топшаға 
бөлуге болады: 
1. Бейтарапты – эфирлер, кетондар, спирттер; 
2. Қышқылды (басқаша катионалмасқыш) – карбон қышқылдары, 
алкилфосфор қышқылдары, 8-оксихинолин, дитизон; 
3. Негізді (анионалмасқыш) – жоғарғы молекулалық аминдер, төрттік 
аммоний негіздері. 
Қышқылдық экстрагенттермен катионалмасу экстракциясы, негіздік 
экстрагенттермен анионалмасу экстракциясы жүреді. 
Экстракциялық әдіс аналитикалық химияда кең қолданылады: 
реакциялардың таңдамалылығын арттыру, иондарды бөлу, 
микрокомпоненттерді концентрлеу, т.б. Экстракциялау әдісімен 
көпкомпонентті күрделі қоспаларды тиімді және тез бөлуге болады.