Prawo podziału Nernsta

Z Wikipedii

Prawo podziału Nernsta albo krótko prawo podziału określa sposób, w jaki dowolna substancja chemiczna ulega podziałowi pomiędzy dwie oddzielone od siebie, ale pozostające w kontakcie fazy objętościowe (ośrodki). Układy, w których może zaistnieć równowaga podziałowa (rodzaj równowagi dynamicznej), to np. gazy lub pary rozdzielone membraną półprzepuszczalną, gaz i ciecz oraz dwie ciecze niemieszające się lub oddzielone membraną.

Prawo podziału Nernsta wyraża się wzorem:

gdzie: K_X(12) - stała podziału substancji X pomiędzy fazy "1" i "2" (zwana też współczynnikiem podziału), [X]_i - stężenie substancji X w fazie "i"

Należy podkreślić, że równanie określa równowagowe stężenia w obu fazach, natomiast ilości substancji w obu fazach zależą od objętości (stosunku objętości) obu faz.

W powyższym wzorze stężenie [X] (do wyrażenia stężenia często używa się symbolu c) można składnika obecnego w fazie gazowej zastąpić ciśnieniem p wg wzoru wynikającego z równania Clapeyrona (równania stanu gazu idealnego):

oraz

W praktycznych zastosowaniach przyjęło się, że dla podziału substancji w układzie gaz/ciecz oraz ciecz/ciecz w liczniku równania umieszcza się stężenie (lub ciśnienie) składnika w górnej fazie (gaz lub ciecz o niższej gęstości). Jeżeli układ składa się z cieczy organicznej i wody, wówczas najczęściej faza organiczna ("o") jest fazą górną, a faza wodna ("w") jest fazą dolną i prawo podziału możemy zapisać jako:

- w układzie ciecz organiczna/woda:

Jeżeli mamy do czynienia z równowagą podziału X pomiędzy fazę gazową "g" oraz fazę ciekłą "l" możemy w najprostszy sposób opisać ją równaniem:

- w układzie gaz/ciecz:

Należy zwrócić uwagę na fakt, że to ostatnie wyrażenie jest matematycznie identyczne z prawem Henry'ego dotyczącym absorpcji - mechanizmem absorpcji jest podział pomiędzy dwie fazy objętościowe.

Współczynniki podziału (stałe podziału) substancji pomiędzy dwie niemieszające się ciecze można często oszacować wykorzystując dane nt. rozpuszczalności tej substancji w obu cieczach.

Należy podkreślić, że prawo podziału Nernsta dotyczy identycznych form substancji X w obu fazach. Jeżeli cząsteczki podlegające podziałowi ulegają takim procesom jak asocjacja (zależy nieliniowo od stężenia) czy dysocjacja (zależy od pH, zależy nieliniowo od stężenia), prawo podziału będzie nadal słuszne dla identycznych form tej substancji w obu fazach, ale nie dla całkowitego jej stężenia.

Przykładem układu, w którym prawo Nernsta nie będzie w prosty sposób zachowane, może być np. podział kwasu benzoesowego czy salicylowego (aromatyczne kwasy karboksylowe) pomiędzy fazę wodną i fazę organiczną. W wodzie - rozpuszczalniku polarnym - kwasy ulegają dysocjacji, w roztworze obecne są obojętne cząsteczki i aniony. W słabo polarnym rozpuszczalniku organicznym (np. benzen lub toluen), w którym nie występuje dysocjacja elektrolityczna, budowa cząsteczek kwasów karboksylowych powoduje, że mają one tendencję do dimeryzacji na skutek oddziaływań typu wiązania wodorowego. Jeżeli jesteśmy w stanie obliczyć skład roztworu wodnego (musimy znać stałą dysocjacji) oraz skład roztworu organicznego (musimy określić stałą równowagi procesu asocjacji), wówczas możemy wykorzystać prawo podziału Nernsta działające dla obojętnych cząsteczek, aby opisać równowagę podziałową w takim układzie.

Należy również zwrócić uwagę na fakt, że nawet gdy substancja nie zmienia swojej formy cząsteczkowej przechodząc pomiędzy fazami, te proste równania dotyczą raczej niskich stężeń (ciśnień).

[edytuj] Zobacz też

• równanie Nernsta
• Walther Hermann Nernst

Prezydent wbija klin między Tuska i Pawlaka

Problemy w koalicji. PO przekłada głosowanie nad prezydenckim wetem do ustawy o Krajowej Szkole Sądownictwa i Prokuratury, bo PSL bierze stronę Lecha Kaczyńskiego

Mniejszy klub PiS

Poseł Andrzej Walkowiak opuścił klub PiS i przeszedł do założonego przez b. posłów PiS koła Polska XXI.

Sześciolatki do szkoły? Stop!

Sześciolatki pójdą obowiązkowo do szkół dopiero w 2012 r. A miały już w 2009 r. MEN się upiera, że to lifting reformy

Wywozili dopalacze

Z centralnego magazynu firmy zaopatrującej sklepy z tzw. dopalaczami próbowano wczoraj wywieźć cały towar. Interweniowała policja.

Jedzie Trójka do prezesa

Radiowa ”Jedynka” już nie chce jeździć do Jarosława Kaczyńskiego nagrywać wywiadów. Zaprosiła prezesa do rozmowy na żywo. A tego prezes nie lubi

BBN krytykuje zmiany w armii

Mam nadzieję, że prezydent zaakceptuje mój projekt reformy dowodzenia siłami zbrojnym - mówił wczoraj minister obrony Bogdan Klich. - Ten projekt to głupota - odpowiada Witold Waszczykowski z prezydenckiego BBN.

Nuncjusz Kowalczyk nadal lustrowany

Abp Józef Kowalczyk przekazał oficerowi wywiadu informację o różnicy zdań hierarchów na temat pielgrzymki Jana Pawła II do Polski w 1983 r. - twierdzi wczorajsza „Rzeczpospolita”.

Akta Pruszkowa na ulicy

Ponad cztery tysiące dokumentów z trzech prokuratur - w Pruszkowie, Warszawie i Rzeszowie - leżało na chodniku w podwarszawskim Komorowie.

Pożar kamienicy przy ulicy Struga 32

Około 30 osób ewakuowano z dwóch budynków przy radomskiej ulicy Struga. Przyczyną pożaru był prawdopodobnie wybuch butli z gazem.

Skoczył do Wisły. Zmarł z wyziębienia

Policjanci i strażacy wyciągnęli z Wisły mężczyznę, który skoczył z Mostu Łazienkowskiego. Wyziębiony, w ciężkim stanie odwieziony został do szpitala. Zmarł po godzinie 21.