Kjemi

Kjemi oppgåve hjelp ekstraheres

12. september 2018 av Kjemchemistry

hei! jeg sliter utrolig mye med dette oppgåven her, og har prøvd å få til i flere timer :( så håper noen som kan hjelpe meg, og tusen hjertelig takk for hjelpen:)

oppgåven er som følge:

anta at 750 mg koffein er løst opp i 50 ml vann.
hvor mye koffein som kan ekstraheres ut av denne løsningen når det benyttes 3 porsjoner diklormtan a` 30 ml?

det jeg har funne ut:

*gjøre 750 mg om til gram
* og må finne formel: Fordelingskoeffisienten/ Distribusjonskoeffisient K = gram løst forbindelse pr ml organisk løsningsmiddel / gram forbindelse per ml vann

og jeg får ikke til å finne fordelingskoffisenten K for å regne vidare?

formelen er vel dette = (V2/V2+V1*K) * startmasse( koffein)?

v2= 50 ml
v1=30 ml
k= ?
startmaasse koffein= 750 mg til 0.75 g

(V2/V2+V1*K)^3* startmasse( koffein) blir opphøgd i 3 fordi det blir benyttet 3 porsjoner diklormetan a` 30 ml?

har jeg tenkt rett, og hvordan skal gjøre dette? håper noen versåsnill kan hjelp meg med dette:) og tusen takk

Brukbart svar (0)

Svar #1
19. september 2018 av tuffla

Du kan finne ut omtrent hvor stor k her er ved å dele koffein sin løselighet i vann på koffein sin løselighet i diklormetan.

I følge pubchem, se https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/caffeine#section=Solubility, er vannløseligheten til koffein 21600 mg/L (ved 25 °C), mao. 21,6g / L.

Løseligheten i diklormetan er langt høyere, hele 140 g per liter ved 25 °C.

Ut fra dette kan vi regne ut k, ved å dele tallene på hverandre:

$\small k\, \approx \, \frac{140}{21,6}\, = \, 6,4815$

La nå den opprinnelige mengden koffein være n, og den resterende mengden i vannet være x.

I første ekstraksjon:

$\small 6,4815\, =\, \frac{\frac{n-x}{30}}{\frac{x}{50}}\,$

Vi kan forenkle uttrykket på høyre side til:

$\small \frac{50(n-x)}{30x}$

Ganger vi med 30x på begge sider, får vi at:

194,445x = 50n - 50x, eller at

244,445x = 50n

x = 0,2045n

Så etter første ekstrahering er fortsatt 20,45 % av det opprinnelige koffeinet igjen i vannet.

I andre ekstrahering får vi:

$\small 6,4815\, =\, \frac{\frac{0,2045n-y}{30}}{\frac{y}{50}}\,$

Dette gir at:

194,445y = 10,225n - 50y, eller at

244,445y = 10,225n, så

y = 0,0418n

Etter 2. ekstraksjon gjenstår nå bare 4,18% koffein i vannet.

I tredje ekstraksjon:

$\small 6,4815\, =\, \frac{\frac{0,0418n-z}{30}}{\frac{z}{50}}\,$

Dette gir at:

194,445z = 2,09n - 50 z, eller at

244,445z = 2,09n, så

z = 0,0085n

Etter 3. ekstraksjon gjenstår nå bare 0,85% koffein i vannet.

Så hvis tallene for fordelings-koeffisienten og utregninga stemmer, og
ekstraksjonen er perfekt utført, vil man kunne ekstrahere 99,15% av
koffeinet fra vannet her.

Dette er 0,9915 x 750 mg koffein = 743,6 mg koffein.

Kilde til utregninga er Quora, se https://www.quora.com/How-do-I-calculate-the-distribution-percent-of-caffeine-between-100mL-of-water-and-15mL-of-dichloromethane-after-two-extractions

Som du vil se der, bruker man en annen koeffisient enn den jeg regnet ut (4,6). Så hvis vi bruker denn, vil vi få:

I 1. ekstraksjon:

238x = 50n, x = 21,01n (21,01% rest av koffein i vannet)

I 2. ekstraksjon:

238y = 10,51n, y = 0,0442n ( 4,42% restkoffein i vannet)

I 3. ekstraksjon:
238z = 2,21n, z = 0,0093n (0,93% restkoffein i vannet)

Så med denne koeffisienten får vi at vi kan ekstrahere 743,03 mg koffein.

Du ser at selv om min beregnede koeffisient var ganske mye høyere enn den de bruker i Quora, så
blir resultatet nesten det samme. Noen steder står det at den er ca. 4,8.

Du vil uansett komme til at om lag 743 mg til 744 mg kan ekstraheres.

Håper dette er til noe slags hjelp.

Brukbart svar (0)

Svar #2
19. september 2018 av tuffla

Resultatet i en praktisk ekstraksjons-serie vil selvfølgeig bli noe lavere enn dette, fordi du aldri vil kunne skille de to fasene helt perfekt med ei skilletrakt. :)

Skriv et svar til: Kjemi oppgåve hjelp ekstraheres

Du må være pålogget for å skrive et svar til dette spørsmålet. Klikk her for å logge inn.
Har du ikke en bruker på Skolediskusjon.no? Klikk her for å registrere deg.