Fakt, że mieszanina cieczy o ograniczonej wzajemnej rozpuszczalności ma niższą temperaturę wrzenia niż jej składniki w stanie czystym, jest wykorzystywany podczas oczyszczania wielu rozpuszczalników organicznych metodą destylacji z parą wodną, opisywaną w podręcznikach chemii organicznej.

3.5.2. Prawo podziafu Nernsta. Ekstrakcja

35.2.1. Definicja prawa podziału

Jeżeli do układu złożonego z dwóch praktycznie nie mieszających się cieczy wprowadzimy trzeci składnik, rozpuszczający się w obu cieczach, to w wyniku ustalenia się równowagi stosunek stężeń wprowadzonej substancji w tych rozpuszczalnikach jest wielkością stałą w danej temperaturze, niezależną od ilości substancji wprowadzonej. Jest to treść prawa podziału Nernsta wyrażonego wzorem:

!

(3.27)

k - stężeniowy współczynnik podziału substancji,

c₀ - stężenie molowe substancji w jednym rozpuszczalniku (organicznym),

<V - stężenie molowe substancji w drugim rozpuszczalniku (najczęściej wod-

nym).

Prawo podane w postaci wzoru (3.27) jest słuszne tylko dla roztworów rozcieńczonych. Dla roztworów bardziej stężonych zamiast stężeń należy wprowadzić aktywności.

Prawo podziału Nernsta może być wyprowadzone na drodze prostych rozważań termodynamicznych. W stanie równowagi potencjały chemiczne substancji rozpuszczonej w dwóch nie mieszających się ze sobą rozpuszczalnikach muszą być sobie równe. Wyrażając je w poszczególnych fazach za pomocą związku z aktywnością, otrzymujemy odpowiednio:

Mo ⁼ M?+ RT lna₀

(3.28)

Mw = MS + «7’lna_M,

- standardowy potencjał chemiczny,

Mo> Mw ~ potencjał chemiczny substancji rozpuszczonej. Porównując dwa ostatnie równania stronami otrzymujemy:

(3.29)

M?+ RT ln a₀ =    + RT lna_w

(3.30)

a po przekształceniu

RT

(3.31)

Rozdział 3. Przemiany fazowe i...    145

(3.33)