Сколько сероуглерода нужно для экстрагирования 90,0% брома из 5 л водного раствора при помощи одного этапа

Чтобы решить эту задачу, нам потребуется использовать формулу для расчета массового баланса при экстрагировании:

$$C_1\cdot V_1=C_2\cdot V_2$$

Где:
$C_1$ - концентрация вещества в первом среде (в данном случае в бромовом растворе),
$V_1$ - объем первой среды (в данном случае 5 л для водного раствора),
$C_2$ - концентрация вещества во втором среде (в данном случае в сероуглероде),
$V_2$ - объем второй среды (неизвестная величина).

Также нам дано, что коэффициент распределения брома между водой и сероуглеродом равен 0,0125. Перепишем формулу с учетом данного коэффициента:

$$C_{\text{брома в воде}}\cdot V_{\text{воды}}=C_{\text{брома в сероуглероде}}\cdot V_{\text{сероуглерода}}$$

Важно отметить, что концентрации воды и сероуглерода можно использовать как массовые доли, так как у нас нет данных о плотности веществ.

Мы знаем, что нужно извлечь 90% брома из водного раствора, поэтому концентрация брома в воде после экстрагирования будет равна исходной концентрации, умноженной на 0,1:

$$C_{\text{брома в воде}}=0,9\cdot C_{\text{брома в воде (исходная)}}$$

Теперь мы можем записать уравнение массового баланса:

$$0,9\cdot C_{\text{брома в воде (исходная)}}\cdot V_{\text{воды}}=C_{\text{брома в сероуглероде}}\cdot V_{\text{сероуглерода}}$$

Нам также нужно учесть, что объем воды и сероуглерода равен объему раствора, то есть:

$V_{\text{воды}}=V_{\text{раствора}}=5\text{л}$

Теперь мы можем переписать уравнение в более удобной форме:

$$0,9\cdot C_{\text{брома в воде (исходная)}}\cdot 5\text{л}=C_{\text{брома в сероуглероде}}\cdot V_{\text{сероуглерода}}$$

Таким образом, нам нужно найти значение $V_{\text{сероуглерода}}$. Для этого мы можем разделить обе части уравнения на $C_{\text{брома в сероуглероде}}$:

$$V_{\text{сероуглерода}}=\frac{0,9\cdot C_{\text{брома в воде (исходная)}}\cdot 5\text{л}}{C_{\text{брома в сероуглероде}}}$$

Теперь мы можем подставить данные в уравнение:

$$V_{\text{сероуглерода}}=\frac{0,9\cdot C_{\text{брома в воде (исходная)}}\cdot 5\text{л}}{0,0125}$$

Таким образом, чтобы экстрагировать 90% брома из 5 л водного раствора, необходимо использовать $\frac{0,9\cdot C_{\text{брома в воде (исходная)}}\cdot 5\text{л}}{0,0125}$ л сероуглерода.