Verteilungskoeffizient
Ein Verteilungskoeffizient gibt an, wie sich ein Stoff zwischen zwei nicht-mischbaren Phasen verteilt.
Klassifizierung
Flüssigkeit-Flüssigkeit
In einer Flüssigkeit können bei nicht mischbaren Stoffen zwei, selten mehrere, flüssige Phasen auftreten, die eine Mischungslücke (Flüssig-Flüssig-Gleichgewicht) ausbilden. Ein dritter Stoff, der in geringer Menge dazugegeben wird, löst sich in beiden Phasen zumeist in unterschiedlichem Maß.
$ K_{L_{1}L_{2}}={\frac {c_{L_{1}}}{c_{L_{2}}}} $
mit
K: Verteilungskoeffizient (oft auch als P bezeichnet, P steht für Partition Coefficient (engl.))
cL1: Konzentration des dritten Stoffes in erster flüssiger Phase (alternativ: in der Oberphase)
cL2: Konzentration des dritten Stoffes in zweiter flüssiger Phase (alternativ: in der Unterphase)
Der bekannteste Flüssig-Flüssig-Verteilungskoeffizient ist der Octanol-Wasser-Verteilungskoeffizient (KOW), der die Verteilung einer Komponente zwischen einer wasserreichen und Octanol-armen sowie einer Octanol-reichen und wasserarmen Phase beschreibt. Ausgenutzt wird diese Verteilung bei der Flüssig-Flüssig-Extraktion
Gas-Flüssigkeit
Die Verteilung zwischen einem Gas und einer Flüssigkeit wird durch das Henry-Gesetz beschrieben.
Feststoff-Flüssigkeit
Diese Klasse umfasst Boden-Wasser- oder Sediment-Wasser-Verteilungskoeffizienten (KSW, SW steht für Soil-Water). Bei diesem Koeffizienten wird bestimmt, welche Mengen eines Stoffes sich an Boden- oder Sedimentteilchen adsorbieren oder von ihnen absorbiert werden.
Bestimmung
Die Verteilungskoeffizienten können durch das Messen der Konzentrationen in den einzelnen Phasen bestimmt werden oder durch quantitative Struktur-Aktivitäts-Beziehungen (QSAR) näherungsweise berechnet werden.
Bedeutung
Wichtig sind Verteilungskoeffizenten überall dort, wo Phasengleichgewichte in heterogenen Systemen eine Rolle spielen, also z.B. technische Extraktionsverfahren oder bei der Bestimmung der Verbreitung chemischer Stoffe in biologischen Systemen im Rahmen der Pharmakokinetik.
Literatur
Edward J. Baum, „Chemical Property Estimation. Theory and Application.“, Lewis Publishers, 1998 (ISBN 0-87371-938-7)