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液液抽出液における分配比

1890
  • Walther Nernst
分析化学における分配比を示す液体-液体抽出のセットアップ。.

(画像はイメージです)

分配比(D)は、液液抽出(LLE)における重要な平衡パラメータであり、有機相中の溶質の総分析濃度を水相中の溶質の総濃度で割った値として定義されます。[latex]D = frac{[S]_{org,total}}{[S]_{aq,total}}[/latex]。分配係数(K_D)とは異なり、Dは解離型や錯体型を含む溶質のすべての化学種を考慮するため、pHに依存します。

分配比Dは、特定の条件下での液液抽出プロセスの有効性を定量化するための実用的かつ重要な指標です。これは、単一の特定の化学種が2つの相間でどのように分布するかを表す、より基本的な分配係数[latex]K_D[/latex]([latex]K_D = frac{[S]_{org}}{[S]_{aq}}[/latex])とは異なります。分配比Dは、各相における溶質のあらゆる形態(例えば、イオン化、中性、錯体化)の総濃度を考慮します。これは、酸塩基解離や錯体形成などの化学反応を起こす可能性のある溶質にとって特に重要です。

例えば、弱酸HAの場合、水相にはHAとその共役塩基A⁻の両方が含まれますが、有機相には通常、中性のHAのみが含まれます。分配比は[latex]D = frac{[HA]_{org}}{[HA]_{aq} + [A^-]_{aq}}[/latex]となります。A⁻の濃度は水溶液のpHに依存するため、分配比DはpHの関数となります。この依存性はpHスイング抽出で利用され、溶質は1つのpH(Dが高い)で抽出され、別のpH(Dが低い)で溶媒から除去されます。Dの値は抽出効率(E)に直接影響します。抽出効率(E)は、有機相に移行する溶質の割合であり、[latex]E = frac{D}{D + (V_{aq}/V_{org})}[/latex]で与えられます。ここで、Vは相の体積を表します。したがって、Dの精密な制御とモデリングは、効率的な多段階抽出プロセスを設計する上で不可欠である。

UNESCO Nomenclature: 2202
分析化学

タイプ

物理的資産

混乱

増分

使用法

広く普及している

前駆物質

  • ジョサイア・ウィラード・ギブスの化学熱力学と相律に関する研究
  • ヘンリーの法則(気体の溶解度を表す)
  • アレニウスの電解解離理論
  • グルドバーグとワーゲの質量作用の法則

アプリケーション

  • 工業用抽出カラムの設計と最適化
  • 医薬品精製プロセスの効率を予測する
  • 水・堆積物系における汚染物質の運命をモデル化するための環境科学
  • 金属回収のための湿式冶金プロセス設計
  • 分析化学分離法の開発

特許:

NA

潜在的なイノベーションのアイデア

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Related to: distribution ratio, partition coefficient, Nernst distribution law, LLE, solvent extraction, chemical equilibrium, pH-dependent, extraction efficiency, analytical chemistry, hydrometallurgy.

歴史的背景

液液抽出液における分配比

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(日付が不明または関連性がない場合、例えば「流体力学」などでは、その注目すべき出現時期の概算値が提示されます。)

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