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.