28.06.2020 Despina Georgiadou & Valentina Ripalda, Gruppe 19, Kurs D
8. Einfache physikalisch-chemische Versuche
o 8.2. Stoffverteilung in zwei Phasen II: Flüssig-Flüssig-Extraktion
Einführung:
Löst man einen Stoff in einem bestimmten Lösemittel und gibt man ein mit diesem nicht mischbaren
Lösemittel hinzu, so bilden sich zwei Phasen aus. Wenn der gelöste Stoff auch in dem zweiten
Lösemittel löslich ist, geht ein Teil des in der Phase 1 gelösten Stoffs in die Phase 2 über. Dazu muss
man die beiden Phasen durch Schütteln innig vermischen. Es findet somit ein ständiger Austausch
über die Phasengrenzen hinweg statt, bis sich ein dynamischer Gleichgewichtszustand einstellt, das
Verteilungsgleichgewicht.
Das Einstellen des Verteilungsgleichgewichtes bei der Stoffverteilung zwischen zwei flüssigen Phasen
hat zur Folge, dass das Verhältnis der Konzentration des gelösten Stoffes in der einen zu der in der
anderen Phase konstant ist. Dies beschreibt der Nernstsche Verteilungssatz:
(Phase I und II werden so gewählt, dass α>1; ist α>1, so ist A in einer Phase deutlich besser löslich; α ist abhängig von den
zwischenmolekularen Wechselwirkungen zwischen A und den beiden Phasen)
c(A)1 steht für die Konzentration des gelösten Stoffes in der einen und c(A)2 für die Konzentration
desselben gelösten Stoffes in der anderen Phase. Die Konstante α ist der Verteilungskoeffizient.
Experimentelle Durchführung:
Chemikalien: ToluolischeIod-Lösung (10, 20, 30g*L-1), 0,01 Natriumthiosulfatlösung (Na2S2O3),
Stärke
Materialien: 3 100ml Scheidetrichter, Stopfen, Reagenzgläser, Erlenmeyerkolben, Bürette
1) Exakt 4ml der toluolischen Iodlösung (10g Iod in 100 ml Toluol) werden in einem
Scheidetrichter mit 40ml entionisiertem Wasser versetzt.
2) Der Trichter wird mit einem Stopfen verschlossen und 10 Minuten geschüttelt, wobei der
Hahn zum Entlüften gelegentlich geöffnet wird.
3) Dieser Prozess wird mit der 20, beziehungsweise 30g Iodlösung wiederholt. Anschließend
wird eine Separation der wässrigen und der toluolischen Phase im Scheidetrichter
durchgeführt.
4) Die wässrige Phase (entsteht unten im Scheidetrichter) wird in drei kleine Bechergläser
gegeben, die toluolische (entsteht oben im Scheidetrichter) in drei Reagenzgläser. 20ml
der wässrigen Phase werden in einen 100ml Erlenmeyerkolben gegeben und mit wenigen
Tropfen frischer Stärkelösung (2 Spatelspitzen lösliche Stärke mit 20ml entionisiertes
Wasser aufgekocht, bis die Lösung durchsichtig ist) versetzt.
8. Einfache physikalisch-chemische Versuche
o 8.2. Stoffverteilung in zwei Phasen II: Flüssig-Flüssig-Extraktion
Einführung:
Löst man einen Stoff in einem bestimmten Lösemittel und gibt man ein mit diesem nicht mischbaren
Lösemittel hinzu, so bilden sich zwei Phasen aus. Wenn der gelöste Stoff auch in dem zweiten
Lösemittel löslich ist, geht ein Teil des in der Phase 1 gelösten Stoffs in die Phase 2 über. Dazu muss
man die beiden Phasen durch Schütteln innig vermischen. Es findet somit ein ständiger Austausch
über die Phasengrenzen hinweg statt, bis sich ein dynamischer Gleichgewichtszustand einstellt, das
Verteilungsgleichgewicht.
Das Einstellen des Verteilungsgleichgewichtes bei der Stoffverteilung zwischen zwei flüssigen Phasen
hat zur Folge, dass das Verhältnis der Konzentration des gelösten Stoffes in der einen zu der in der
anderen Phase konstant ist. Dies beschreibt der Nernstsche Verteilungssatz:
(Phase I und II werden so gewählt, dass α>1; ist α>1, so ist A in einer Phase deutlich besser löslich; α ist abhängig von den
zwischenmolekularen Wechselwirkungen zwischen A und den beiden Phasen)
c(A)1 steht für die Konzentration des gelösten Stoffes in der einen und c(A)2 für die Konzentration
desselben gelösten Stoffes in der anderen Phase. Die Konstante α ist der Verteilungskoeffizient.
Experimentelle Durchführung:
Chemikalien: ToluolischeIod-Lösung (10, 20, 30g*L-1), 0,01 Natriumthiosulfatlösung (Na2S2O3),
Stärke
Materialien: 3 100ml Scheidetrichter, Stopfen, Reagenzgläser, Erlenmeyerkolben, Bürette
1) Exakt 4ml der toluolischen Iodlösung (10g Iod in 100 ml Toluol) werden in einem
Scheidetrichter mit 40ml entionisiertem Wasser versetzt.
2) Der Trichter wird mit einem Stopfen verschlossen und 10 Minuten geschüttelt, wobei der
Hahn zum Entlüften gelegentlich geöffnet wird.
3) Dieser Prozess wird mit der 20, beziehungsweise 30g Iodlösung wiederholt. Anschließend
wird eine Separation der wässrigen und der toluolischen Phase im Scheidetrichter
durchgeführt.
4) Die wässrige Phase (entsteht unten im Scheidetrichter) wird in drei kleine Bechergläser
gegeben, die toluolische (entsteht oben im Scheidetrichter) in drei Reagenzgläser. 20ml
der wässrigen Phase werden in einen 100ml Erlenmeyerkolben gegeben und mit wenigen
Tropfen frischer Stärkelösung (2 Spatelspitzen lösliche Stärke mit 20ml entionisiertes
Wasser aufgekocht, bis die Lösung durchsichtig ist) versetzt.
