Forma Iónica

Química-Prácticas de Laboratorio

P1. EXTRACCION LIQUIDO-LIQUIDO

INTRODUCCIÓN La extracción líquido-líquido es una técnica de separación que puede definirse como la transferencia de una sustancia X desde una "fase líquida A" a otra "fase líquida B", inmiscible con la anterior. El reparto de X entre las fases A y B viene dado por la siguiente expresión: CB(X) / CA(X) = KT donde CB(X) y CA(X)son las concentraciones de X en B y A respectivamente y KT el coeficiente de reparto, que depende de la temperatura. El coeficiente de reparto, y por tanto la eficacia de la separación, está determinado por la solubilidad relativa de la especie a separar (X) en los dos disolventes que se ponen en contacto (A y B). La extracción líquido-líquido se suele realizar entre una disolución acuosa (faseacuosa) y otro disolvente inmiscible con el agua (fase orgánica) con la ayuda de un embudo de decantación. La posición relativa de ambas fases (arriba o abajo) depende de la relación de densidades. Los disolventes clorados como cloroformo (CHCl3), diclorometano (CH2Cl2) o tetracloruro de carbono (CCl4) quedan siempre en la capa inferior al ser más densos que el agua. Por el contrario disolventescomo el éter dietílico (CH3CH2)2O, el tolueno (CH3-C6H5) o el hexano (C6H14) quedan siempre en la capa superior. Es evidente que aquellos disolventes miscibles con el agua (p. e. etanol o acetona) no resultan útiles para una extracción líquidolíquido. La solubilidad de una sustancia es mayor cuando las moléculas del soluto tienen polaridad semejante a las del disolvente. Por eso se dice que “losemejante disuelve a lo semejante”. Así, un compuesto polar como el agua es un buen disolvente para otro también polar como el etanol, y mal disolvente de una sustancia no polar como el benceno. En general, los solventes polares disuelven mejor a los compuestos iónicos que los solventes no polares, por lo que cuanto mayor sea la polaridad del disolvente mayor será la solubilidad en él de un compuestoiónico. El rojo de metilo (colorante orgánico) es un ácido débil que presenta el siguiente equilibrio ácido-base con un valor de pKa = 2,5.

Forma neutra

Forma iónica

Ambas formas presentan diferencias en su solubilidad debido a la polaridad de cada una. La forma iónica del rojo de metilo, por más polar, es más soluble en disolventes polares

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queen disolventes apolares. Por el contrario, la forma neutra, menos polar, es más soluble en disolventes apolares que polares. Para desplazar el equilibrio ácido-base hacia la formación de una u otra forma hay que modificar el pH del medio acuoso. En esta práctica se extrae inicialmente el rojo de metilo, que se encuentra en una disolución acuosa con pH básico, con diclorometano, un disolventeorgánico inmiscible con el agua, y posteriormente se realiza la extracción inversa, pasando el rojo de metilo de la disolución en diclorometano a una disolución acuosa.

TRABAJO PREVIO Consulte el libro de Martínez Grau[1] y responda a las siguientes preguntas: 1) Busque en la bibliografía las densidades del agua y el diclorometano e indique cuál de los dos disolventes es de esperar que quede en laparte inferior después de poner ambos disolventes en contacto. 2) Defina los términos polaridad y miscibilidad

REACTIVOS Disolución básica de rojo de metilo Disolución de HCl 2M Disolución de NaOH 0,1M CH2Cl2 Diclorometano

MATERIAL Embudo de decantación Soporte y aro 2 Erlenmeyers de 100 mL 2 Probetas de 100 mL

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL Puesto que el diclorometano es nocivo y volátil lapráctica ha de realizarse en la campana extractora de gases. 1.- Extracción del rojo de metilo de una disolución acuosa con diclorometano. Medir con una probeta 20 mL de disolución de rojo de metilo en medio básico y pasarlos al embudo de decantación. Medir con otra probeta 40 mL de diclorometano y añadirlos al embudo. Tapar el embudo y agitar de forma suave inicialmente, invirtiéndolo y abriendo...