質問: 有機溶媒の抽出について 有機溶媒の抽出を行うのですが、水層から10mlの有機層を抽出しようとするとき、一度に10mlの有機層を抽出するのと、2mlの有機層を5回抽出するのとどちらの抽出率がどの程度高くなるでしょうか。
回答: 定量的な計算は、何らかの設定を行わなければできません。また、そもそもの話として、質問の記述が意味をなしていませんので、仮に下記のような設定で回答します。 水層10mlに抽出したいもの(xとします)が、1g溶けており、それを10mlの有機溶媒で抽出します。また、「平衡になった時のxの濃度は、水層でも有機層でも同じになる」ものとします。 (1)10mlの有機溶媒を1回用いて抽出すると、xの内の半分である0.5gが抽出され、0.5gが水層に残ります。なぜなら、前述の「」内に記述した仮定を行ったからです。 (2)次に10mlの溶媒を5分割し、2mlずつ5回抽出した場合について計算します。1回目の抽出では、水と有機溶媒が合計で12mlになりますので、xの2/12=1/6が有機層にきて、5/6が水層に残ります。2回目の抽出でも同様に、水層に残っているものの内の1/6が抽出され、5/6が水層に残ります。ただし、1回目の抽出で、水層のxは既に5/6になっていますので、2回抽出後は(5/6)x(5/6)=25/36が残ることになります。同様に考えれば、5回抽出後に水層に残るxは(5/6)の5乗、すなわち約0.4gということになり、残りの0.6gが有機溶媒に抽出されたことになり、(1)で計算した0.5よりも多くなります。 上述の仮定における数値を変えても、抽出回数が多いほど、抽出される割合が多くなります。