§ 7. Взаимная растворимость жидкостей

При смешивании двух жидкостей можно наблюдать самую различную их взаимную растворимость: от практически полной нерастворимости друг в друге (ртуть - вода) до неограниченной смешиваемости (ацетон - вода). Неограниченно растворяются в воде все жидкие неорганические кислоты (HNO₃, HClO₄, HCN, HNCS, и др.), простейшие органические кислоты (НСООН, СН₃СООН и др.), простейшие спирты и кетоны (СН₃ОН, С₂Н₅OН, СН₃СОСН₃ и др.).

Если жидкости растворяются друг в друге ограниченно, то происходит их расслаивание с образованием двух жидких фаз, причем фаза с большей плотностью будет находиться внизу (рис. 3).

Соприкасающиеся слои жидкостей находятся в фазовом равновесии, и каждый слой представляет собой насыщенный раствор одной жидкости в другой при данной температуре.

Рис. 3. Фазовое равновесие в системе из двух жидкостей с ограниченной взаимной растворимостью: раствор CCl₄ в воде и раствор H₂O в тетрахлориде углерода

Если в систему, включающую две несмешивающиеся жидкости, ввести некоторое третье вещество, то это вещество будет распределяться между двумя жидкими фазами и концентрироваться в той из них, в которой оно больше растворимо. Например, при смешивании раствора иода в н-гептане С₇Н₁₆ с этанолом С₂H₅OH образуется двухфазная система:

I₂(н-гептан) I₂(этанол).

Верхний слой н-гептана окажется почти бесцветным, а в нижнем слое этанола будет находиться основная часть иода, так как растворимость иода в этих растворителях различна: в этаноле 21,3%, а в н-гептане 1,7% при 25 °С.

Растворитель, концентрирующий в своей фазе вещество В, называют экстрагентом. Жидкостную экстракцию используют для извлечения и разделения растворенных веществ путем их перевода из одной жидкой фазы в другую при перемешивании обеих фаз.

Этим методом извлекают ценные лекарственные вещества из растительного сырья, иод и бром из природных вод, ведут разделение редких элементов в промышленности и т.д.