Allgemeine Chemie
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Alt 17.06.2017, 00:24   #1   Druckbare Version zeigen
Gohonni weiblich 
Mitglied
Themenerstellerin
Beiträge: 55
Stoffmenge berechnen

Sie haben den Auftrag, die Konzentration von 2,4,6-Trichlorophenol (2,4,6-TCP) und 4-ethyl-2,6-Dimethylpyridin (EDMP) in industriellen Abwasserproben zu bestimmen. Sie entscheiden sich, die Stoffe erst in ein organisches Lösungsmittel zu extrahieren und dann durch Flüssigchromatographie zu analysieren. Sie entscheiden sich, erst 2,4,6-TCP mit Butylacetat (Essigsäurebutylester, Index b) und dann 4-ethyl-2,6-Dimethylpyridin (EDMP) mit Trichloromethan (Chloroform, Index c) zu extrahieren.

1) Geben Sie jeweils die pH-Bedingungen an, bei denen Sie die Extraktionen durchführen (99,9% TCP bzw. EDMP sollen extrahiert werden)

2) Berechnen Sie, wieviel Lösungsmittel Sie von jeder Sorte mindestens benötigen, wenn Sie 98% der in einer 100-mL-Probe enthaltenen Stoffe extrahieren möchten (Hinweis: Nutzen Sie als Lösungsansatz eine Massenbilanz)

Der pKs-Wert von TCP beträgt 6.15, der pKs-Wert von EDMP beträgt 7.43.

Ich sitze schon seit Stunden an dieser Aufgabe. Worauf beziehen sich die 98%? Massenanteil? Und wie komme ich ohne Dichteangaben hier weiter?

M(TCP) = 197.45 g/mol
M(EMDP) = 135.20 g/mol

1) für TCP: pH ≤ pKs - 2 = 4.15. Für EDMP pH ≥ pKs + 2 = 9.43.

2) w(TCP) = 98%, damit 98g in 100g. Das wären n(TCP) = m/M = 0.50 mol. Dreisatz: n0(TCP) = 0.50 mol/(0.999) = 0.51 mol. Somit m(Butylacetat) = n0(TCP)*M(Butylacetat) = 59 g. Dichte nachgeschlagen mit {\rho} = 0.882 g/ml komme ich auf V(Butylacetat) = 67 mL Extraktionslösemittel. Die Rechnung erscheint mir aber recht unsinnig.
Gohonni ist offline   Mit Zitat antworten
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Alt 17.06.2017, 11:43   #2   Druckbare Version zeigen
jag Männlich
Mitglied
Beiträge: 17.313
AW: Stoffmenge berechnen

a) Hier wird vermutlich darauf abgezielt, dass die protonierten Formen in Wasser unlöslich/löslich sind. Ansatz wäre dann die Puffergleichung.

b) Ansatz mit dem Nernst'schen Verteilungsgleichgewicht. Mit 98% ist gemeint, dass 98% der in der probe befindlichen Stoffe extrahiert werden sollen (also z.B. 1g/100mL - es müssen mindestenz 0,98g extrahiert werden).

Gruß

jag
__________________
Die Lösung auf alle Fragen ist "42".
Aus gegebenem Anlass: Alle Rechnungen überprüfen, da keine Gewähr. - Fragen bitte im Forum stellen.
jag ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 17.06.2017, 14:16   #3   Druckbare Version zeigen
Gohonni weiblich 
Mitglied
Themenerstellerin
Beiträge: 55
AW: Stoffmenge berechnen

Bei b) komme ich trotzdem nicht weiter. Für zwei Phasen {\alpha} und {\beta}:

{n_{0}^{\alpha} = n_{1}^{\alpha} + n_{1}^{\beta}}

{c_{0}^{\alpha} \cdot V_0^{\alpha} = c_{1}^{\alpha} \cdot V_0^{\alpha} + c_{1}^{\beta} \cdot V_1^{\beta}}

{V_1^{\beta} = \frac{V_0^{\alpha} \cdot ( c_0^{\alpha} - c_1^{\alpha} )}{c_1^{\beta}}}

{V_1^{\beta} = \frac{m_0^{\alpha} - m_1^{\alpha}}{M(TCD) \cdot c_1^{\beta}}}

Bzw.:

{V_1^{\beta} = \frac{V_0^{\alpha} \cdot (m_0^{\alpha} - m_1^{\alpha})}{K}}

Mit

{K = \frac{\beta_1^\alpha}{\beta_1^\beta} = 1.02}

Und V = 100 mL, m0 = 1g, m1 = 0.98g erhalte ich:

{V_1^{\beta} = 1.96 \ ml}

Das erscheint mir recht wenig.
Gohonni ist offline   Mit Zitat antworten
Alt 19.06.2017, 01:22   #4   Druckbare Version zeigen
Gohonni weiblich 
Mitglied
Themenerstellerin
Beiträge: 55
AW: Stoffmenge berechnen

Es war noch eine Gleichgewichtskonstante K angegeben, die relativ versteckt war. Damit hat sich das Problem gelöst. Danke!
Gohonni ist offline   Mit Zitat antworten
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