Operaciones de Extracci贸n L-L
Enero 2016 Edici贸n Limitada
Editorial ABC LATINOAMERICANA
2016 Editorial ABC Latinoamericana C.A
AV
San Francisco Calle 46 -Ciudad de Buenos Aires Argentina
Sucursales
en todas las Capitales Latinoamericanas
Caracas
0212-6458236
EDITORIAL
Química (palabra que podría provenir de los términos griegos χημία o χημεία, quemia y quemeia respectivamente) es la cienciaque estudia tanto la composición, estructura y propiedades de la materia como los cambios que esta experimenta durante las reacciones quimicas y su relación con la energia.
Las disciplinas de la química se agrupan según la clase de materia bajo estudio o el tipo de estudio realizado. Entre éstas se tienen la química inorgánica, que estudia la materia inorgánica; la química orgánica, que estudia la materia orgánica; la bioquímica, que estudia las substancias existentes en organismos biológicos; la fisicoquímica que comprende los aspectos energéticos de sistemas químicos a escalas macroscópicas, moleculares y atómicas, o la química analítica, que analiza muestras de materia y trata de entender su composición y estructura.
CREDITO S
DOCENTE :
Adriana Méndez.
PARTICIPANTES:
Guevara Yanett Vílchez Alberto
Estudiantes de ingeniería Industrial Instituto Universitario Politécnico Santiago Mariño Extensión COL Sede Ciudad Ojeda
SUMARIO
Extracción líquido-líquido
Aplicaciones de la extracción líquido – líquido
Extracción líquido-líquido simple
Características del disolvente de extracción ideal
Disolvente inmiscible con el agua
Entretenimiento
Extracción L - L La extracción (separación) líquido-líquido, también conocida como extracción con solventes o extracción con disolventes, es un proceso químico empleado para separar una mezcla de líquidos aprovechando la diferencia de solubilidad de sus componentes entre dos líquidos inmiscibles o parcialmente miscibles (por ejemplo, agua y cloroformo, o éter etílico y agua). En la extracción líquido-líquido se extrae del seno de un líquido A una sustancia (soluto) poniendo A en contacto con otro líquido B, inmiscible o parcialmente miscible con A, que tiene mayor afinidad por el soluto, pasando la sustancia del seno del líquido A al seno de B. Con esta operación se busca concentrar un analito o bien separarlo de una matriz compleja o con interferentes El proceso de lixiviación líquido-líquido separa dos sustancias miscibles o polares (yodo+agua) entre si por medio de una tercera sustancia, por ejemplo tetracloruro de carbono, que sea miscible con la sustancia a extraer (yodo) pero no sea miscible con la sustancia de separación (agua).
Extracción L - L Este proceso también se le conoce como extracción líquida o extracción con disolvente; sin embargo, este último término puede prestarse a confusión, porque también se aplica a la lixiviación de una sustancia soluble contenida en un solido. La transferencia del componente disuelto (soluto) se puede mejorar por la adición de agentes saladores a la mezcla de alimentación o la adición de agentes "formadores de complejos" al disolvente de extracción. En algunos casos se puede utilizar una reacción química para mejorar la transferencia como por ejemplo, el empleo de una solución cáustica acuosa (como una solución de hidróxido de sodio), para extraer fenoles de una corriente de hidrocarburos. Un concepto más complicado de la extracción líquido-líquido se utiliza en un proceso para separar completamente dos solutos. Un disolvente primario de extracción se utiliza para extraer uno de los solutos presentes en una mezcla (en forma similar al agotamiento en destilación) y un disolvente lavador se utiliza para depurar el extracto libre del segundo soluto (semejante a la rectificación en destilación).
Aplicaciones de la Extracción L - L 1. En competencia con otras operaciones de separación de transferencia de materia, se utilizará el método más barato. Se lleva a cabo la técnica de extracción cuando suponga un menor coste económico.
Los principales inconvenientes: No obtenemos sustancias puras (en cambio con la evaporación y destilación métodos directos de separación ya que permiten obtener productos prácticamente puros). Se obtienen nuevas disoluciones que posteriormente hay que separar: evaporación y destilación. Ventajas: Va a ser útil cuando tengamos disoluciones acuosas de compuestos que estén muy diluidas, de modo que la separación con otros procesos sea la de evaporar todo el agua.
Como ejemplo: En una disolución de HAc en agua, el componente más volátil es el agua. O sea que si queremos evaporar todo el agua tendríamos que comunicar mucho calor, ya que la temperatura de ebullición del agua es 100 ºC, y por tanto gastar mucha energía Lo que haríamos es hacer una extracción líquido-líquido, obtendremos el disolvente orgánico + el componente que queremos obtener, y después tendríamos que evaporar el disolvente orgánico (por destilación por ejemplo). El calor de vaporización de los disolventes orgánicos suele ser menor que el del agua.
Aplicaciones de la Extracción L - L 2. Como substituto de métodos químicos Métodos químicos. Inconvenientes: Gasto reactivos Generación de subproductos de costosa eliminación Extracción líquida no hay gasto químico Recuperación de subproductos menos costosa Casos en los que se llevaría a cabo la extracción líquida: Separación de metales Uranio - Vanadio Hafrio - Zirconio Tungsteno - Molibdeno Separación de productos de fisión en procesos de energía atómica. Purificación de metales. Ejemplo: Cu Purificación de sustancias químicas inorgánicas (ác. Bórico, ác. Fosfórico) En competencia con otras operaciones de transferencia de materia
Extracción L – L Simple Esta formado por una unidad de extracción. En él, el disolvente y la alimentación se pones juntos en las cantidades que se estimen convenientes y se separan las dos fases formadas. Cuando se agita un compuesto con dos disolventes inmiscibles, el compuesto se distribuye entre los dos disolventes. A una temperatura determinada, la relación de concentraciones del compuesto en cada disolvente es siempre constante, y esta constante es lo que se denomina: Coeficiente de distribución o de reparto (K = concentración en disolvente 2 / concentración en disolvente 1). Es frecuente obtener mezclas de reacción en disolución o suspensión acuosa (bien porque la reacción se haya llevado a cabo en medio acuoso o bien porque durante el final de reacción se haya añadido una disolución acuosa sobre la mezcla de reacción inicial). En estas situaciones, la extracción del producto de reacción deseado a partir de esta mezcla acuosa se puede conseguir añadiendo un disolvente orgánico adecuado, más o menos denso que el agua, que sea inmiscible con el agua y capaz de solubilizar la máxima cantidad de producto a extraer pero no las impurezas que lo acompañan en la mezcla de reacción. Después de agitar la mezcla de las dos fases para aumentar la superficie de contacto entre ellas y permitir un equilibrio más rápido del producto a extraer entre las dos fases, se producirá una transferencia del producto deseado desde la fase acuosa inicial hacia la fase orgánica, en una cantidad tanto mayor cuanto mayor sea su coeficiente de reparto entre el disolvente orgánico de extracción elegido y el agua. Unos minutos después de la agitación, las dos fases se separan de nuevo, con lo que la fase orgánica que contiene el producto deseado se podrá separar mediante una simple decantación de la fase acuosa conteniendo impurezas. La posición relativa de ambas fases depende de la relación de densidades. Dado que después de esta extracción, la fase acuosa frecuentemente aún contiene cierta cantidad del producto deseado, se suele repetir el proceso de extracción un par de veces más.
Características del disolvente de extracción ideal.
Que no sea miscible con el otro disolvente. El disolvente de extracción debe ser inmiscible con la disolución a extraer. El agua o una disolución acuosa suele ser uno de los disolventes implicados. El otro disolvente es un disolvente orgánico.
Que el componente deseado sea más soluble en el disolvente de extracción que en el disolvente original.
Que el resto de componentes no sean solubles en el disolvente de extracción. Que sea suficientemente volátil, de manera que se pueda eliminar fácilmente del producto extraído mediante destilación o evaporación.
Que no sea tóxico ni inflamable, aunque, desgraciadamente hay pocos disolventes que cumplan los dos criterios: hay disolventes relativamente no tóxicos pero inflamables como el hexano, otros no son inflamables pero sí tóxicos como el diclorometano o el cloroformo, y otros son tóxicos e inflamables como el benceno.
DISOLVENTE INMISCIBLE CON EL AGUA
Cuanto más polar es el disolvente orgánico, más miscible (soluble) es con el agua.
Disolventes polares como el metanol, el etanol o la acetona son miscibles con el agua, y por lo tanto, no son adecuados para extracciones líquido-líquido.
ENTRETENIMIENTO
Operaciones de Extracci贸n L-L
Enero 2016 Edici贸n Limitada