Extracción Con Disolventes Presurizados (Pse)

I. INTRODUCCIÓN

CAPÍTULO

I.4.

EXTRACCIÓN

CON

DISOLVENTES

PRESURIZADOS (PSE)
4.1 INTRODUCCIÓN
La extracción con disolventes presurizados (pressurized solvent extraction, PSE), también conocida como extracción con fluidos presurizados (PFE) o por los nombres comerciales extracción acelerada por disolventes (ASE™, Dionex, Sunnyvale, CA, USA) o extracción con líquidos presurizados(PLE™, Fluid Management Systems, Inc., MA, USA), se introdujo por vez primera en 1996 [1]. En PSE, el proceso de extracción se lleva a cabo a presiones elevadas para así poder trabajar con disolventes en fase líquida a temperaturas por encima de su punto de ebullición. El uso simultáneo de presiones y temperaturas elevadas conduce a procesos de extracción más rápidos que los procedimientosclásicos (p.ej. Soxhlet), utilizando volúmenes inferiores de disolventes y disminuyendo, de esta manera, la dilución de la muestra. De hecho, PSE está reconocida como una técnica de extracción verde debido a su bajo consumo de disolventes orgánicos [2]. Además, se ha comprobado que, en términos de recuperación y precisión, PSE es equivalente o incluso superior a otras técnicas de extracción como Soxhleto la extracción asistida por microondas (MAE) [3-5]; de hecho, PSE ya dispone de un método oficial de la EPA (método 3545) para la extracción de compuestos orgánicos semivolátiles, insolubles o ligeramente solubles en agua, de suelos, arcillas, sedimentos, lodos y residuos sólidos [6]. Por otra parte, se trata de una técnica altamente automatizada, por lo que es especialmente útil a la hora derealizar análisis de rutina; sin embargo, su uso se ha visto parcialmente limitado debido a su elevado coste [7].

4.2 FUNDAMENTO TEÓRICO
Como ya se ha adelantado, en PSE, la extracción se lleva a cabo a temperaturas por encima del punto de ebullición del disolvente lo que implica que la presión en el interior de la celda debe ser lo suficientemente alta como para mantener al disolvente en estadolíquido.

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4. PSE

4.2.1 PROCESOS DURANTE LA EXTRACCIÓN En la Figura I.4.1 se muestran los principales procesos que controlan el transporte de los analitos desde la matriz hasta el seno del disolvente durante la extracción [7]: 1. Desorción desde una partícula sólida, 2. Difusión partícula, 3. Transferencia hacia el seno del flujo de disolvente (solubilización).
Figura I.4.1Representación esquemática de los procesos que tienen lugar durante la extracción. [7]
A-B: Desorción C-D: Solubilización B-C: Difusión

a

través

del

disolvente

localizado en el interior del poro de la

4.2.2 CONSIDERACIONES FÍSICO-QUÍMICAS QUE JUSTIFICAN LA MEJORA DE LAS EXTRACCIONES A TEMPERATURAS Y PRESIONES ELEVADAS Existen dos razones fundamentales por las que el uso de disolventes aelevadas presiones y temperaturas conduce a extracciones más eficaces que aquéllas llevadas a cabo a temperatura ambiente y a presión atmosférica [1]:

1. Efectos sobre la solubilidad y la transferencia de masa: a) Con temperaturas más altas se incrementa la capacidad de los disolventes para solubilizar a los analitos. b) El incremento de la temperatura de extracción conduce a un incremento de lasvelocidades de difusión. c) Si durante la etapa de extracción estática se introduce disolvente nuevo, se incrementa el gradiente de concentración entre la disolución presente en la celda de extracción y la superficie de la matriz de la muestra, se mejora la transferencia de masa y, por tanto, se puede incrementar la velocidad de extracción.

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I. INTRODUCCIÓN

2. Disrupción de losequilibrios superficiales entre analito y matriz: puesto que tanto la temperatura como la presión juegan un papel importante, ambos parámetros se discutirán por separado.

Efectos de la temperatura: a) Como consecuencia de un incremento en la temperatura se pueden romper las fuertes interacciones soluto-matriz originadas por enlaces de van der Waals, enlaces de hidrógeno, e interacciones dipolares...