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海南师范大学 化学系 >>物理化学实验>>                                   首页
实验十六 分配系数的测定
目的要求  基本原理  仪器和试剂  实验操作  数据记录处理  思考与讨论  注意事项

【目的要求】

  1.测定苯甲酸在三氯甲烷和水体系中的分配系数;
  2.了解物质在两相间的分配情况和分子的形态。

【基本原理】

  在恒定温度下,将一种溶质(A)溶在两种不互溶的液体溶剂中达到平衡时,此溶质在这两种溶剂中的分配有一定的规律性。如果溶质(A)在此两种溶剂中皆无缔合作用,A在1,2两种溶剂中浓度比(严格地说是活度比)将是一个常数,即


/C1    (1)


  此式所表达的规律称为分配规律。式中,C1为A在溶剂1中的浓度,C2为A在溶剂2中的浓度,K为分配系数。
  若使K保持常数,除温度恒定外,尚需满足两个条件:
  ① 溶液的浓度很稀,C1、C2都较小时可以用浓度代替活度。
  ② 溶质在两种溶剂中分子形态相同,即不发生缔合、解离、络合等现象。


  如果溶质在溶剂1和2中的分子形态不同,分配系数的形式也要作相应的改变。例如溶质A在溶剂1中发生缔合现象,即

n  =  n A
(溶剂1中) (溶剂2中)


式中,n是缔合度,表明缔合分子是由n个组成的。则分配系数符合关系式

   式中,C1是An分子在溶剂1中的浓度。因此,可以计算出溶质在溶剂中的缔合情况。
  上述例子也可看成An分子在溶剂2中解离,故也可以研究溶质的解离性质。


  在许多情况下,特别是无机离子在有机相和水相中分布时,情况较为复杂:其间不仅有缔合效应,而且金属离子和有机溶剂还可能发生络合作用。此外,溶质在两相中的分配还与有机溶剂的性质、溶质浓度、介质酸度、温度等因素有关。

【仪器和试剂】

  125ml分液漏斗,25ml移液管,锥形瓶,50ml磨口锥形瓶,苯甲酸,三氯甲烷,NaOH,酚酞。

【实验步骤】   

  在4个编号为1,2,3,4的125ml分液漏斗中,各放入40ml蒸馏水,分别加入0.3,0.5,1.0,1.5g苯甲酸。用移液管各加入25ml三氯甲烷,将塞子盖好。连续摇动,使两相充分混合、接触。摇动时,切忽用手抚握漏斗的膨大部分,避免体系的温度改变。因为分配比是温度的函数,温度改变分配比也改变。摇动30分钟后,静置至澄清、透明,使三氯甲烷和水分层。

上面是水层,下面是三氯甲烷层。将两层分开。然后进行三氯甲烷层及水层内苯甲酸浓度的测定。

1.     三氯甲烷溶液的分析

用带刻度的移液管吸取2ml下层溶液,加入25ml蒸馏水,加热至沸。冷却后以酚酞为指示剂,用0.05mol/l的NaOH滴定。

2.水溶液的分析

用移液管吸取5ml水溶液,加入25ml蒸馏水,以酚酞作指示剂,以0.05mol/l的NaOH滴定。

1,2,3,4号分液漏斗中的每个水相和三氯甲烷相所含的苯甲酸分别进行测定。

【数据记录与处理】

  实验温度:                       大气压:                     

  1、 滴定耗碱量(ml):

编 号
1
2
3
4
水 层
0
0
0
0
三氯甲烷
0
0
0
0

  2、 苯甲酸在两相中的浓度(mol/l):

编 号
1
2
3
4
C水层
0
0
0
0
C三氯甲烷
0
0
0
0

  根据上面滴定结果,分别计算4种溶液的三氯甲烷相和水相中苯甲酸的浓度(以mol/l表示),求 C水层/C三氯甲烷 值,看是否为常数,并给予解释。再计算 ,看哪一种是常数。由此我们将获得什么结论?

  3、 分配系数情况

编 号
1
2
3
4
C水层/C三氯甲烷
0
0
0
0
       
0
0
0
0

 

 

【思考与讨论】

 

【注意事项】

 


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