12851 skan0127

130 Roztwory i równowagi fazowe

wego w wodzie c i ksylenie c" wynosiły odpowiednio 3,71 • 10^-3 i 1,67 • 10^-2 M. Obliczyć współczynnik podziału monomeru kwasu benzoesowego pomiędzy wodę i ksylen.

Roz w i ąz a n i e. Rozważmy najpierw fazę ksylenową. Równowagę dimery-zacji kwasu benzoesowego w ksylenie przedstawia równanie

2HA ^ (HA)₂,

zgodnie z którym stała dimeryzacji ma postać

₌ [(HA)₂] c® ^d [HA]² ’

gdzie c® = 1 mol • dm~³ jest stężeniem standardowym. Całkowite stężenie kwasu HA w tej fazie wynosi

c" = [HA] + 2[(HA)₂],

a definiując stopień dimeryzacji w fazie ksylenowej równaniem

c ₌ [(HA)₂]

^S c" '

gdzie 0 ^ 5 ^ 0,5, otrzymuje się stężenia w ksylenie

[HA] =c"( \-2b\ [(HA)₂] = c"<5,

czyli

c" (1-2 S)² '

Po rozwiązaniu tego równania względem 5 otrzymujemy dwa pierwiastki:

S\ = 0,391 oraz S₂ = 0,638.

Ze względu na definicję stopnia dimeryzacji (S ^ 0,5) prawidłowa jest wartość Si = 0,391, a stężenie monomeru HA w ksylenie wyniesie

[HA]" = c"( 1 - 2r5) = 1,67 • 10-² (1 - 2 ■ 0,391) = 3,64 ■ 10~³ M.

W fazie wodnej przebiega reakcja dysocjacji

Kd =

HA^H⁺ +A’,

której stała dysocjacji wynosi

ća²

^Kq~ c®(1 '

Po wstawieniu wartości liczbowych i rozwiązaniu równania kwadratowego otrzymuje się dwa pierwiastki na stopień dysocjacji «, z których tylko jeden jest dodatni, a = 0,123. Tak więc stężenie monomeru w fazie wodnej jest równe

[HA]' = c( 1 - «) = 3,71 • 10“³(1 - 0,123) = 3,25 • 10"³ M,