KWALIFIKACJA CHM4 - PAŹDZIERNIK 2016

PYTANIE NR 20.
Ekstraktor przedstawiony na rysunku stosuje się do rozpuszczalników
Ilustracja przedstawia ekstraktor, który jest używany w kontekście chemicznym, najprawdopodobniej w laboratorium
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Poprawna jest odpowiedź "lżejszych od wody", bo w ekstrakcji ciecz–ciecz położenie warstw zależy od gęstości faz. Taki typ ekstraktora jest projektowany tak, aby faza organiczna o mniejszej gęstości tworzyła warstwę górną i mogła być właściwie odprowadzana/krążąca w aparacie.

Pełne wyjaśnienie:

W ekstrakcji ciecz–ciecz rozdział składnika opiera się na podziale analitu między dwie niemieszające się ciecze: najczęściej fazę wodną i fazę organiczną. Kluczowe dla doboru sprzętu jest to, czy rozpuszczalnik organiczny jest lżejszy czy cięższy od wody, ponieważ od tego zależy, czy będzie tworzył warstwę górną czy dolną.

Odpowiedź "lżejszych od wody" jest poprawna, ponieważ ekstraktory do układów z lżejszą fazą organiczną mają konstrukcję ułatwiającą pracę z warstwą górną (jej gromadzenie i krążenie/odprowadzanie) bez mieszania z fazą wodną. W praktyce pozwala to prowadzić proces sprawnie i ograniczać straty analitu.

Dlaczego pozostałe odpowiedzi są niepoprawne?

  • "cięższych od wody" – dla takich rozpuszczalników (tworzących warstwę dolną) zwykle stosuje się inny układ elementów aparatu, bo inaczej prowadzi się doprowadzanie i odbiór faz. Zasada warstwowania jest przeciwna.
  • "mieszających się z wodą" – jeśli rozpuszczalnik miesza się z wodą, nie powstają dwie stabilne fazy, więc klasyczna ekstrakcja ciecz–ciecz i aparaty do rozdziału faz tracą sens (brak granicy faz do rozdzielenia).
  • "reagujących z substancją ekstrahowaną" – w ekstrakcji standardowo dobiera się rozpuszczalnik tak, aby nie zachodziła niepożądana reakcja chemiczna z analitem (ryzyko zmiany składu próbki i zafałszowania wyniku). Reakcje są odrębną metodą (np. derywatyzacja), a nie celem doboru rozpuszczalnika do ekstrakcji.

Wskazówka egzaminacyjna: najpierw oceń, czy w ogóle może wystąpić układ dwóch faz (niemieszalność), a dopiero potem rozstrzygaj, która faza będzie na górze – decyduje o tym gęstość względem wody.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Ekstrakcja ciecz–ciecz to metoda rozdzielania, w której analit przechodzi z jednej cieczy do drugiej, zwykle z fazy wodnej do organicznej (lub odwrotnie). Warunkiem jest powstanie dwóch niemieszających się faz, między które analit może się podzielić.
Gęstość decyduje, czy rozpuszczalnik organiczny będzie warstwą górną czy dolną. Od tego zależy sposób odbioru fazy, ustawienie kraników/przelewów oraz to, jaki typ aparatu (np. ekstraktor o określonej konstrukcji) będzie działał prawidłowo i bez strat.
Najpewniej porównuje się gęstości z kart charakterystyki (SDS) lub tabel. W praktyce można też wykonać próbę warstwowania w małej próbce: jeśli rozpuszczalnik tworzy warstwę na górze, jest lżejszy od wody; jeśli na dole – cięższy.
Zwykle nie, bo wtedy nie powstaną dwie fazy, a rozdział warstw będzie niemożliwy. Wyjątki wymagają specjalnych warunków (np. zmiany składu przez "wysalanie"), ale na poziomie egzaminu przyjmuje się, że ekstrakcja ciecz–ciecz wymaga niemieszalności.
Najczęstsze pomyłki to: wybór cieczy mieszającej się z wodą, nieuwzględnienie gęstości (zła warstwa do odbioru), ignorowanie tworzenia emulsji oraz dobór rozpuszczalnika, który reaguje z analitem. Każdy z tych błędów może obniżyć odzysk i zafałszować wynik.
Reakcja zmienia chemiczną postać analitu lub tworzy produkty uboczne, przez co wynik analizy przestaje dotyczyć pierwotnej próbki. Ponadto mogą powstać związki trudniejsze do rozdzielenia. W ekstrakcji celem jest przeniesienie analitu między fazami, a nie jego przereagowanie.
Pomaga łagodne mieszanie zamiast gwałtownego wytrząsania, odpowiedni dobór rozpuszczalnika, odczekanie na rozdział faz oraz czasem dodatek elektrolitu (wysalanie) lub zmiana pH. W praktyce ważne jest też używanie czystego, suchego szkła i unikanie zanieczyszczeń.
Stosuje się ją, gdy trzeba wydzielić analit z matrycy (np. z wody, ścieków, roztworów technologicznych) albo usunąć przeszkadzające składniki przed dalszym oznaczaniem. Ekstrakcja bywa też etapem zagęszczania, gdy analit przechodzi do mniejszej objętości fazy.
pH wpływa na stopień jonizacji, a więc na rozpuszczalność w fazie wodnej vs organicznej. Często ustawia się pH tak, aby analit był w formie niezdysocjowanej, lepiej ekstrahowanej do rozpuszczalnika organicznego. To klasyczna zasada ekstrakcji kwasowo-zasadowej.
Opanuj trzy rzeczy: (1) niemieszalność jako warunek powstania dwóch faz, (2) gęstość i położenie warstw (góra/dół), (3) podstawowe elementy szkła laboratoryjnego do ekstrakcji. Ćwicz na rysunkach aparatów i zawsze analizuj, skąd i dokąd "płynie" dana faza.
info

Około 48% zdających odpowiada poprawnie na to pytanie. trudne

Eksperci podkreślają: "Poprawna jest odpowiedź "lżejszych od wody", bo w ekstrakcji ciecz–ciecz położenie warstw zależy od gęstości faz."

Źródła:

  • IUPAC Compendium of Chemical Terminology (Gold Book): hasło "liquid-liquid extraction" – https://goldbook.iupac.org/ (dostęp 2026-02-27)
  • Skoog, Holler, Crouch, "Principles of Instrumental Analysis", rozdziały dotyczące przygotowania próbek i ekstrakcji (wydanie anglojęzyczne; dokładna strona zależna od wydania) – wiedza podręcznikowa
  • Vogel, "Vogel's Textbook of Practical Organic Chemistry", część dotycząca ekstrakcji i rozdziału faz w praktyce laboratoryjnej (wydanie zależne od edycji) – wiedza podręcznikowa

Materiały:

  • Podręcznik chemii analitycznej obejmujący metody przygotowania próbek (rozdział o ekstrakcji ciecz–ciecz)
  • Instrukcje/dokumentacje stanowiskowe (SOP) dotyczące ekstrakcji w danym laboratorium
  • Materiały dydaktyczne szkoły/centrum kształcenia o aparaturze: ekstraktory, lejki rozdzielające

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego