Extracción selectiva

PRACTICA 7
EXTRACCIÓN SELECTIVA

OBJETIVOS
1. El alumno conocerá la técnica de extracción como método de separación, aislamiento y purificación de sustancias integrantes de una mezcla.
2. Conocerá diferentes tipos y procesos de extracción así como extractores de laboratorio.
3. Correlacionará bases teóricas y posibilidades en su aplicación a la resolución de problemas específicos.1) Definición y bases teóricas :
a) Fase: Las sustancias existen en diferentes fases. Aunque principalmente hay tres fases (solida, liquida y gaseosa) una sustancia puede tener varias fases dentro de la principal, cada una con distinta estructura molecular.

*Diagrama de fases de una sustancia pura
Una fase es un estado en una secuencia de posibles estados generalmente periódicos (e.g. fasesde la luna). Las fases en termodinámica son los distintos estados homogéneos en los que se presenta una sustancia al ir cambiando su estado termodinámico (temperatura, presión o concentración). Los tres estados físicos de la materia son: sólido, líquido y gaseoso. Para una sustancia pura de poca masa molar, como el CO2, el diagrama de fases esquemático se muestra en la Fig. 5.1, donde se haincluido la nomenclatura usual para los cambios de fase.

b) Solubilidad:
La solubilidad es la máxima cantidad de soluto que se puede disolver en una cantidad de disolvente a una temperatura determinada. Se expresa como gramos de soluto por cada 100 cm3 de disolvente a una temperatura dada.
Depende de varios factores que son:
Propiedades de soluto y solvente
Temperatura
Presión

c)Coeficiente de reparto:
Como se mencionó, el coeficiente de reparto es un parámetro cuantitativo que representa la solubilidad relativa de una sustancia determinada en un sistema compuesto por dos fases inmiscibles entre sí, a una temperatura específica. Dado que generalmente una de las fases está constituida por un disolvente orgánico, se le denomina fase O, que es de baja polaridad, mientras que laotra generalmente acuosa, constituida por agua o buffers, se le denomina fase W cuya polaridad es alta.

P = Co/Cw



Dónde:

C o = Concentración (Molar o mg/L) de la sustancia en la fase orgánica
C w = Concentración de la sustancia (Molar o mg/L) en la fase acuosa

d) Extracción:
En química, la extracción es un procedimiento de separación deuna sustancia que puede disolverse en dos disolventes no miscibles entre sí, con distinto grado de solubilidad y que están en contacto a través de una interface. La relación de las concentraciones de dicha sustancia en cada uno de los disolventes, a una temperatura determinada, es constante. Esta constante se denomina coeficiente de reparto.
Si tenemos una sustancia soluble en un disolvente, pero más solubleen un segundo disolvente no miscible con el anterior, puede extraerse del primero, añadiéndole el segundo, agitando la mezcla, y separando las dos fases.

e) Tipos de extracción:
Extracción líquido-líquido simple
La extracción líquido-líquido es un método muy útil para separar componentes de una mezcla. El éxito de este método depende de la diferencia de solubilidad del compuesto a extraer endos disolventes diferentes. Cuando se agita un compuesto con dos disolventes inmiscibles, el compuesto se distribuye entre los dos disolventes.
Extracción líquido – líquido continuo
 Cuando eso no es así, y la solubilidad del compuesto a extraer en los disolventes de extracción habituales no es muy elevada se suele utilizar otro procedimiento que implica una extracción continua de la faseinicial (normalmente una fase acuosa) con porciones nuevas del disolvente orgánico de extracción. Para evitar utilizar grandes volúmenes de disolvente de extracción, el proceso se hace en un sistema cerrado en el que el disolvente de extracción se calienta en un matraz y los vapores del disolvente se hacen condensar en un refrigerante colocado sobre un tubo o cámara de extracción que contiene la...