Organikum Organisch-chemisches Grundpraktikum

3 L ~
1 2 3 4
Nr des Verteilungsgefäßes
Abb. A.94a
Multiplikative Verteilung
E
2
o
|
t/)
A. 2.6. Adsorption 63
K= 3,0
O 10 20 30
Zahl der Verteilungselemente—*>
Abb. A.94b
Verteilung bei verschiedenen Verteilungskoeffizienten
Die Methode hat praktische Bedeutung zur Trennung von Substanzgemischen mit Trennfaktoren, die
etwas größer als eins sind.
Multiplikative Verteilung und Extraktion verhalten sich zueinander wie Rektifikation und einfache
Destillation. Auch der Begriff der Trennstufe hat eine analoge Bedeutung.
Das Verhalten einer Substanz bei der multiplikativen Verteilung geht aus Abbildung A.94a hervor. Im
ersten Verteilungsgefäß (z. B. Scheidetrichter) werden 100 Teile der Substanz in der Unterphase gelöst und
mit dem gleichen Volumen Extraktionsmittel (Oberphase, S0) versetzt. Die Phasen müssen stets gegeneinander
abgesättigt sein! Dann wird geschüttelt (durch Doppelpfeil angedeutet), bis sich das Gleichgewicht
eingestellt hat. Bei einem Verteilungskoeffizienten von K=I befinden sich danach je 50 Substanzteile in
der Ober- bzw. Unterphase. Damit ist der erste Verteilungsschritt abgeschlossen. Die Oberphase wird in
das nächste Verteilungselement überführt und mit frischer Unterphase (Cf1), die substanzbeladene Unterphase
mit frischer Oberphase (S1) versetzt. Diesen Vorgang bezeichnet man als erste Überführung. Nach
erneuter Gleichgewichtseinstellung wird wieder überführt (zweite Überführung) usw. Nach drei Überführungen
befinden sich im Verteilungsgefäß l und 4 je 12,5 Teile Substanz, in den Gefäßen 2 und 3 dagegen
37,5 Teile. Das Maximum der Substanzmenge befindet sich also in den mittleren Verteilungsgefäßen. Für
eine größere Anzahl Verteilungsgefäße erhält man für die Substanzverteilung eine Glockenkurve (vgl.
gestrichelte Linie in Abb. A.94b).
Ist der Verteilungskoeffizient einer Substanz von eins verschieden, so verschiebt sich das Substanzmaximum
auf Verteilungselemente mit höherer oder tieferer Nummer. Für K = 3 und K = 0,33 sind die Verhältnisse
in Abbildung A.94b eingezeichnet. Das durch die beiden Kurven dargestellte Ergebnis wird ebenfalls
erhalten, wenn die beiden Substanzen mit K = 3 bzw. K = 0,33 gemeinsam in der Ausgangslösung enthalten
waren, d. h., sie sind durch die Verteilung getrennt (fraktioniert) worden.
Es sind automatische Verteilungsapparaturen mit mehreren hundert Verteilungselementen (Stufen) entwickelt
worden. Zur näheren Unterrichtung vgl. die am Ende des Kapitels genannte Literatur.
2.6. Adsorption
Unter Adsorption versteht man die Anreicherung eines Stoffs an der Oberfläche fester Substanzen.
Die Unterschiede verschiedener Feststoffe in ihrer Affinität zu organischen Verbindungen
werden in der organischen Laboratoriumspraxis zur Trennung von Substanzgemischen ausgenutzt.