Nernst‘scher Verteilungssatz?
lod löst sich 9x besser in Hexan als in Wasser.
a) lod liegt in einer Konzentration von 0,1mol/l vor. Welche Restmenge verbleibt nach zweimaligem Ausschütteln in Wasser? 100 ml Wasser, 100 ml Hexan
b) lod liegt in einer Konzentration von 0,1mol/l vor. Welche Restmenge wird nach einmaligem
Ausschütteln im Hexan gelöst und damit dem Wasser entzogen? 100 ml Wasser, 50 ml Hexan
Kann jemand bitte mir helfen?
1 Antwort
Wenn sich Iod „neunmal besser“ in Hexan als in Wasser löst, dann lese ich das so, daß der Verteilungskoeffiient gleich 9 ist — also ist nach dem Ausschütteln die Konzentration im Hexan neunmal größer als im Wasser.
Das erste Beipiel hat gleich Volumina von Wasser und Hexan. Wir beginnen mit 0.1 mol/l (das ist Gurke, die Löslichkeit ist nur ≈0.3 g/l, also eher 0.001 mol/l) Iod in Wasser. Nach em Ausschütteln stellt sich ein Konzentrationsverhältnis 1:9 ein, also 0.09 mol/l im Hexan und 0.01 mol/l im Wasser. Die gleiche Prozedur nocheinmal liefert 0.001 mol/l im Wasser, also ist die Trennnung zu 99% vollständig.
Beim zweiten müssen wir ein bißchen mehr rechnen. Das Verhältnis der Konzentrationen in Wasser und Hexan ist natürlich wieder 1:9. Wir haben aber V₁=100 ml Wasser mit der unbekannten Konzentration c, und V₂=50 ml Hexan mit der Konzentration 9c. Da ken Iod verlorengeht und vor dem Ausschütteln n=V₁c=100 ml⋅0.1 mol/l=10 mmol Iod im System waren, msen es nachher ebenso viele sein, also n=V₁c₁+V₂⋅(9c₁). Daraus können wir das c₁ ausrechnen: c₁ = n / (V₁+9V₂) = 10 mmol / (550 ml) = 0.018 mol/l.
Also verteilen sich die ursprünglichn 10 mmol Iod nach dem Ausschütteln zu 1.8 mmol aufs Wasser und zu 8.2 mmol aufs Hexan (82% Trennung). Nach zweimaligem Ausschütteln mit Hexan wären es immerhin 82%²=97%, und nach viermaligem 99.9% — Du siehst daran, daß viermaliges Ausschütteln mit je 50 ml Hexan eine viel bessere Trennung ergibt als zweimaliges mit je 100 ml, obwohl man beide Male gleich viel Hexan verbraucht.