Коэффициент распределения брома между водой и сероуглеродом при 20 °с равен 0,0125. какой объем сероуглерода необходим для извлечения: 90,0% брома из 5 л водного раствора однократным экстрагированием

Добрый день! Рад быть вашим учителем и помочь вам разобраться с этим вопросом.

Чтобы решить эту задачу, мы будем использовать формулу для расчета объема экстрагента при однократном экстрагировании:

V_э = (C_w * V_w) / K

Где:
V_э - объем экстрагента (сероуглерода) в литрах
C_w - концентрация вещества (брома) в водной фазе в исходном растворе (измеряется в моль/литр)
V_w - объем водной фазы (исходный раствор) в литрах
K - коэффициент распределения (брома между водой и сероуглеродом)

1. Прежде всего, нам нужно вычислить концентрацию водной фазы (C_w). У нас есть информация о процентном содержании брома в исходном растворе, поэтому мы можем применить следующую формулу:

C_w = (m_brom / M_brom) / V_w

Где:
m_brom - масса брома в растворе (рассчитывается как процентное содержание в растворе умноженное на общий объем раствора, в данном случае 5 литров)
M_brom - молярная масса брома (80 г/моль)

2. Подставим полученное значение концентрации (C_w) в формулу для вычисления объема экстрагента (V_э):

V_э = (C_w * V_w) / K

3. Расчитаем окончательный объем экстрагента (V_э) по формуле.

Давайте проведем все расчеты.

Шаг 1:
m_brom = 90,0% * 5 л = 4,5 л
M_brom = 80 г/моль
C_w = (4,5 л * 80 г/моль) / 5 л = 72 г/моль

Шаг 2:
V_э = (72 г/моль * 5 л) / 0,0125 = 28 800 г/моль

Шаг 3:
Переведем г/моль в литры, зная, что плотность сероуглерода (C₂H₄Cl₂) составляет около 1,335 г/мл (или 1,335 кг/л):
V_э = 28 800 г/моль / 1 335 г/л ≈ 21,6 л

Итак, для извлечения 90,0% брома из 5 л водного раствора однократным экстрагированием необходимо около 21,6 л сероуглерода.

Если у вас остались какие-либо вопросы или что-то не ясно, пожалуйста, не стесняйтесь спрашивать.