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एलएलई में वितरण अनुपात

1890
  • Walther Nernst
Liquid-liquid extraction setup demonstrating distribution ratio in analytical chemistry.

(यह छवि केवल उदाहरण के लिए बनाई गई है)

The distribution ratio (D) is a key equilibrium parameter in तरल-तरल निष्कर्षण (LLE), defined as the total analytical concentration of a solute in the organic phase divided by its total concentration in the aqueous phase. [latex]D = \frac{[S]_{org,total}}{[S]_{aq,total}}[/latex]. Unlike the partition coefficient (K_D), D accounts for all species of the solute, including dissociated or complexed forms, making it pH-dependent.

The distribution ratio, D, is a pragmatic and essential measure for quantifying the effectiveness of a liquid-liquid extraction process under specific conditions. It is distinct from the more fundamental partition coefficient, [latex]K_D[/latex], which describes the distribution of a single, specific chemical species between the two phases ([latex]K_D = \frac{[S]_{org}}{[S]_{aq}}[/latex]). The distribution ratio, D, considers the total concentration of the solute in all its possible forms (e.g., ionized, neutral, complexed) in each phase. This is particularly important for solutes that can undergo chemical reactions like acid-base dissociation or complexation.

उदाहरण के लिए, एक दुर्बल अम्ल HA के लिए, जलीय अवस्था में HA और उसका संयुग्मी क्षार A⁻ दोनों मौजूद होते हैं, जबकि कार्बनिक अवस्था में आमतौर पर केवल उदासीन HA रूप ही पाया जाता है। वितरण अनुपात [latex]D = frac{[HA]_{org}}{[HA]_{aq} + [A^-]_{aq}}[/latex] होगा। क्योंकि A⁻ की सांद्रता जलीय विलयन के pH पर निर्भर करती है, इसलिए वितरण अनुपात D pH का फलन बन जाता है। इस निर्भरता का उपयोग pH-स्विंग निष्कर्षण में किया जाता है, जहाँ एक विलेय को एक pH (जहाँ D अधिक होता है) पर निकाला जाता है और दूसरे pH (जहाँ D कम होता है) पर विलायक से अलग किया जाता है। D का मान निष्कर्षण दक्षता (E) को सीधे प्रभावित करता है, जो कार्बनिक अवस्था में स्थानांतरित विलेय का अंश है, जिसे [latex]E = frac{D}{D + (V_{aq}/V_{org})}[/latex] द्वारा दर्शाया जाता है, जहाँ V अवस्था आयतन को दर्शाता है। इसलिए, कुशल, बहु-चरणीय निष्कर्षण प्रक्रियाओं को डिजाइन करने के लिए डी का सटीक नियंत्रण और मॉडलिंग मौलिक है।

UNESCO Nomenclature: 2202
विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान

Type

स्थूल संपत्ति

व्यवधान

इंक्रीमेंटल

उपयोग

व्यापक उपयोग

शगुन

  • जोशिया विलार्ड गिब्स का रासायनिक ऊष्मागतिकी और चरण नियम पर कार्य
  • गैस विलेयता का वर्णन करने वाला हेनरी का नियम
  • इलेक्ट्रोलाइटिक पृथक्करण का अरहेनियस का सिद्धांत
  • गुल्डबर्ग और वागे का द्रव्यमान क्रिया का नियम

आवेदन

  • औद्योगिक निष्कर्षण स्तंभों का डिजाइन और अनुकूलन
  • दवा शुद्धिकरण प्रक्रियाओं की दक्षता का पूर्वानुमान लगाना
  • जल-तलछट प्रणालियों में प्रदूषकों के भाग्य का मॉडलिंग करने के लिए पर्यावरण विज्ञान
  • धातु पुनर्प्राप्ति के लिए जलधातुविज्ञान प्रक्रिया डिजाइन
  • विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान पृथक्करण विधियों का विकास

पेटेंट:

NA

संभावित नवाचार विचार

  • एआई मॉडल जो नए अणुओं और विलायक प्रणालियों के लिए वितरण अनुपात की भविष्यवाणी करते हैं
  • औद्योगिक प्रक्रियाओं में डी के वास्तविक समय मापन के लिए ऑनलाइन सेंसर
  • ट्यूनेबल विलायक प्रणालियाँ जहाँ d को प्रकाश या विद्युत क्षेत्रों द्वारा नियंत्रित किया जा सकता है
  • जटिल डी मॉडल पर आधारित बहु-घटक निष्कर्षण का अनुकरण करने के लिए सॉफ्टवेयर
  • हजारों यौगिकों के लिए d का तेजी से निर्धारण करने के लिए उच्च-थ्रूपुट स्क्रीनिंग प्लेटफॉर्म
  • काइरल कॉम्प्लेक्सिंग एजेंटों का उपयोग करके एनेंटिओमर को अलग करने के लिए एलएलई सिस्टम जो डी को संशोधित करते हैं
  • using d values to design selective extraction of दुर्लभ पृथ्वी तत्वों
  • पीएच के प्रभाव को दर्शाने के लिए शैक्षिक सॉफ्टवेयर का विकास।
  • न्यूनतम मानवीय हस्तक्षेप के साथ d मानों को मापने के लिए स्वचालित प्रयोगशाला उपकरण
  • प्रयोगात्मक रूप से निर्धारित d मानों के व्यापक सार्वजनिक डेटाबेस का संकलन करना
संबंधित: वितरण अनुपात, विभाजन गुणांक, नर्न्स्ट वितरण नियम, एलएलई, विलायक निष्कर्षण, रासायनिक संतुलन, पीएच-निर्भरता, निष्कर्षण दक्षता, विश्लेषणात्मक रसायन विज्ञान, जलधातु विज्ञान।

ऐतिहासिक संदर्भ

एलएलई में वितरण अनुपात

1888
1889
1890
1890
1895
1895
1899
1887
1889
1890
1890
1895
1895
1896
1900

(यदि तिथि अज्ञात है या प्रासंगिक नहीं है, उदाहरण के लिए "द्रव यांत्रिकी", तो इसके उल्लेखनीय उद्भव का एक अनुमानित आंकड़ा प्रदान किया गया है)

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