SEPARACION POR EXTRACCION

SEPARACION POR EXTRACCIONLa extraccin con disolventes es la tcnica de separacin de un compuesto a partir de una mezcla slida o lquida, aprovechando las diferencias de solubilidad de los componentes de la mezcla en un disolvente adecuado. Constituye una de las tcnicas de separacin de compuestos ms utilizada en el laboratorio qumico.En que consiste ?

2FUNDAMENTO TEORICOLa separacin de un compuesto por extraccin se basa en la transferencia selectiva del compuesto desde una mezcla slida o lquida con otros compuestos hacia una fase lquida (normalmente un disolvente orgnico). El xito de la tcnica depende bsicamente de la diferencia de solubilidad en el disolvente de extraccin entre el compuesto deseado y los otros compuestos presentes en la mezcla inicial.

TIPOS DE EXTRACCIONESExtraccin liquidoExtraccin liquido liquido simpleExtraccin liquido liquido continuaExtraccin solido liquidoExtraccin solido liquido discontinuaExtraccin solido liquido continua

EXTRACCION LIQUIDO- LIQUIDOEXTRACCION LIQUIDA LIQUIDA SIMPLELa extraccin lquido-lquido es un mtodo muy til para separar componentes de una mezcla.Cuando se agita un compuesto con dos disolventes inmiscibles, el compuesto se distribuye entre los dos disolventes. A una temperatura determinada, la relacin de concentraciones del compuesto en cada disolvente es siempre constante, y esta constante es lo que se denominacoeficiente de distribucin o de reparto(K = concentracin en disolvente 2 / concentracin en disolvente 1).COEFICIENTE DE REPARTOLa relacin entre las concentraciones de esta sustancia en los distintos solventes es el llamado coeficiente de reparto. Este coeficiente es constante para una determinada temperatura, y puede representarse con la siguiente frmula:

Donde k es el coeficiente de reparto, C1la concentracin de la sustancia en el primer solvente y C2la concentracin en el segundo solvente.

FACTORES QUE DETERMINANDISOLUCION DILUIDA

TEMPERATURA

NO PRODUCE NINGUNA REACCION QUIMICACOMO SE DETERMINAEl coeficiente de distribucin es una magnitud que depende nicamente de la temperatura y en algunos casos si puede depender de la concentracin pues algunas veces el soluto existe en formas disociadas o asociadas en una de las fases.

Esto caracteriza al estado de equilibrio del sistema, el cual se puede deducir de la siguiente manera: Se supone que el soluto se encuentra en los disolventes en igual magnitud, y se le designa la actividad del soluto a y b respectivamente:ma=mb

ma RTlna + j1(T) ^ mb RTlnb + j2(T)

RTlna + j1(T) RTlnb + j2(T)

Y as obtenemos y para disoluciones diluidas

UTILLAJE,PROCEDIMIENTOLa mezcla, agitacin y separacin de las dos fases inmiscibles implicadas en una operacin de extraccin lquido-lquido simple se llevan a cabo en un embudo de decantacin. Este embudo debera ser de un 30 a un 50% ms grande que el volumen total de los disolventes a utilizar en cada momento, de manera que quede espacio para la agitacin de los disolventes. Esta generalizacin est a veces limitada por los volmenes concretos en que se fabrican los embudos de decantacin. Los volmenes usuales a nivel de laboratorio son de 50, 100, 250 y 500 mL, y de 1 o 2 L.la extraccin del producto de reaccin deseado a partir de esta mezcla acuosa se puede conseguir aadiendo undisolvente orgnico adecuado, ms o menos denso que el agua, que sea inmiscible con el agua y capaz de solubilizar la mxima cantidad de producto a extraer pero no las impurezas que lo acompaan en la mezcla de reaccin. Despus de agitar la mezcla de las dos fases para aumentar la superficie de contacto entre ellas y permitir un equilibrio ms rpido del producto a extraer entre las dos fases, se producir una transferencia del producto deseado desde la fase acuosa inicial hacia la fase orgnica, en una cantidad tanto mayor cuanto mayor sea su coeficiente de reparto entre el disolvente orgnico de extraccin elegido y el agua. Unos minutos despus de la agitacin, las dos fases se separan de nuevo, espontneamente por decantacin, debido a la diferencia de densidades entre ellas, con lo que la fase orgnica que contiene el producto deseado se podr separar mediante una simple decantacin de la fase acuosa conteniendo impurezas. La posicin relativa de ambas fases depende de la relacin de densidades. Dado que despus de esta extraccin, la fase acuosa frecuentemente an contiene cierta cantidad del producto deseado, se suelerepetir el proceso de extraccinun par de veces ms con disolvente orgnico puro.10MATERIALESEmbudo de decantacinTapnEmbudo de forma alemanaErlenmeyerpara la recogida de las fases.Soporte, nuez y aro metlico

PROCEDIMIENTO

Extraccin lquido-lquido continuaLa extraccin lquido-lquido simple, que es el procedimiento de extraccin ms utilizado en el laboratorio qumico, se suele utilizar siempre que el reparto del compuesto a extraer en el disolvente de extraccin es suficientemente favorable. Cuando eso no es as, y la solubilidad del compuesto a extraer en los disolventes de extraccin habituales no es muy elevada se suele utilizar otro procedimiento que implica una extraccin continua de la fase inicial (normalmente una fase acuosa) con porciones nuevas del disolvente orgnico de extraccin. Para evitar utilizar grandes volmenes de disolvente de extraccin, el proceso se hace en un sistema cerrado en el que el disolvente de extraccin se calienta en un matraz y los vapores del disolvente se hacen condensar en un refrigerante colocado sobre un tubo o cmara de extraccin que contiene la disolucin acuosa a extraer. El disolvente condensado caliente se hace pasar a travs de la disolucin acuosa, para llegar finalmente, con parte del producto extrado, al matraz inicial, donde el disolvente orgnico se vuelve a vaporizar, repitiendo un nuevo ciclo de extraccin, mientras que el producto extrado, no voltil, se va concentrando en el matraz.

APARATO DE EXTRACCION LIQUIDO - LIQUIDO CONTINUAEXTRACCION SOLIDO LIQUIDO DISCONTINUALa separacin de una mezcla de compuestos slidos tambin se puede llevar a cabo aprovechando diferencias de solubilidad de los mismos en un determinado disolvente. En el caso favorable de una mezcla de slidos en la cual uno de los compuestos es soluble en un determinado disolvente (normalmente un disolvente orgnico), mientras que los otros son insolubles, podemos hacer una extraccin consistente en aadir este disolvente a la mezcla contenida en un vaso de precipitados, un matraz o una cpsula de porcelana, en fro o en caliente, agitar o triturar con ayuda de una varilla de vidrio y separar por filtracin la disolucin que contiene el producto extrado y la fraccin insoluble que contiene las impurezas. Si, al contrario, lo que se pretende es disolver las impurezas de la mezcla slida, dejando el producto deseado como fraccin insoluble, el proceso, en lugar de extraccin, se denominalavado.Extraccin de una mezcla slida de NiCl2y rojo de metilo con acetato de etiloINTRODUCIR LA MEZCLA SOLIDO A EXTRAER EN EL RECIPIENTE

AADID EL DISOLVENTE DE EXTRACCIN Y TRITURAD CON LA VARILLA DE VIDRIO. EL ACETATO DE ETILO EXTRAE SELECTIVAMENTE EL ROJO DE METILO DE LA MEZCLA SLIDA.FILTRAD LA SUSPENSIN RESULTANTE. EN EL FILTRADO QUEDA LA FASE ORGNICA, CONTENIENDO EL ROJO DE METILO EXTRADO, DE COLOR ROJO, MIENTRAS QUE EN EL FILTRO QUEDA RETENIDO EL NICL2, DE COLOR VERDOSO

Extraccin slido-lquido continuaLas extracciones slido-lquido continuas en el laboratorio qumico se llevan a cabo con un montaje que contiene el denominadoextractor de Soxhlet, inventado en el ao 1879 por Franz von Soxhlet originalmente para la extraccin de lpidos a partir de muestras slidas.

MATERIALESFuente de calorMatraz esmeriladoExtractor de SoxhletRefrigeranteSoporte metlico, nueces y pinzas

PROCEDIMIENTO

RIESGOS Y NORMAS DE SEGURIDADSe utiliza un compuesto orgnico voltil, normalmente un disolvente inflamable, con lo que cualquier sobrepresin en el montaje o una fuga de vapor puede provocar un incendio. Se debe tener en cuenta que siempre que se manipulen sustancias de estas caractersticas se presenta riesgo de incendio y explosin.

Si se utiliza un embudo de decantacin con agitacin manual, existe adems el problema del contacto directo con los productos y la posibilidad de proyecciones de lquidos e inhalacin de concentraciones elevadas de vapores al aliviar la presin del embudo (generada por vaporizacin durante la agitacin) a travs de la vlvula de la llave de paso. En esta operacin es recomendable usar guantes impermeables, ropa de proteccin y, como se ha comentado antes, realizar la operacin en la vitrina, aunque esto resulte incmodo, especialmente si las sustancias que intervienen en el proceso tienen caractersticas de peligrosidad elevadas.EXTRACCIONES A TEMPERATURA AMBIENTEAdems de los sistemas de control de riesgos ya comentados, es recomendable:Calentar el sistema de extraccin usando un bao mara o un bao de aceite a una temperatura suficiente, pero no ms alta, para asegurar la ebullicin del disolvente.

Cuando la extraccin sea de larga duracin es recomendable disponer de un sistema de control del agua de refrigeracin frente a posibles cortes de suministro de agua.

Disponer de un sistema de actuacin (extintor manual adecuado, manta ignfuga, etc.) prximo al lugar de la operacin.

Los residuos slidos o lquidos generados en estas operaciones se depositarn en los contenedores de residuos correspondientes.

RIESGOS Y NORMAS DE SEGURIDADExtracciones en CalienteEXTRACCION SOLIDO -LIQUIDO APLICADA A LA DESCONTAMINACIN DE SUELOS

ES SEGURA LA EXTRACCION POR SOLVENTES?

CUANTO TIEMPO DEMORA?

PORQUE ES BUENO USAR LA EXTRACCION POR SOLVENTES?Porque es mas rpida que otros mtodos que tratan el suelo en el lugar.Puede realizarse in situ para evitar el transporte de suelo contaminado desde el sitio hasta plantas de limpieza alejadas.Se reducen los costes de transporte y eliminacin del suelo.Los solventes se pueden reciclar y reutilizar.OTRAS APLICACIONES PRACTICASLos aceites vegetales se recuperan a partir de semillas, como los de soja y de algodn mediante la lixiviacin con disolventes orgnicos como: ter de petrleo, hexano, etc.Extraccin de colorantes a partir de materias slidas por lixiviacin con alcohol o soda.En ecologa para indicar el desplazamiento hacia los ros y mares de los desechos y excrementos, adems de otros contaminantes como pueden ser los fertilizantes; producido por el mismo proceso indicado para el fenmeno qumico.En el tratamiento de los minerales concentrados y otros materiales que contienen metales, la lixiviacin se efecta por medio de un proceso hmedo con cido que disuelve los minerales solubles y los recupera en una solucin cargada de lixiviacin.Metalurgia Extractiva: para trabajar los minerales principalmente oxidados. Desde un tiempo a esta parte se realiza la lixiviacin de minerales sulfurados de cobre mediante procesos delixiviacin bacteriana

BIBLIOGRAFIAhttp://www.fbqf.unt.edu.ar/institutos/quimicaanalitica/Analitica%20I/pdf/EXTRACCION%20CON%20SOLVENTES.pdfhttp://www.quimicaorganica.net/extraccion.htmlhttp://www.ub.edu/oblq/oblq%20castellano/extraccio_fona.html#http://www.miliarium.com/Proyectos/SuelosContaminados/DescontaminacionSuelos/TecnicasInSitu/TecnicasExtraccion/TecnicasExtraccion.asphttp://epa.gov/tio/download/citizens/solvextract_sp.pdfhttp://es.slideshare.net/CarlaMPS/coeficiente-de-distribucinhttp://procesosbio.wikispaces.com/Extracci%C3%B3n+liquido-liquidohttp://www.bdigital.unal.edu.co/1024/1/juanpablogutierrezh.2007.pdfhttp://www.redalyc.org/pdf/496/49613904.pdf