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ESTRAZIONE LIQUIDO/LIQUIDO

ESTRAZIONE CON SOLVENTE. solvente. - solida - liquida - gassosa. la miscela è una soluzione, trattata con un solvente immiscibile. distribuzione (ripartizione) di una sostanza S tra due solventi A e B immiscibili. A. B. superficie di contatto.

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ESTRAZIONE LIQUIDO/LIQUIDO

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Presentation Transcript

  1. ESTRAZIONE CON SOLVENTE solvente - solida - liquida - gassosa la miscela è una soluzione, trattata con un solvente immiscibile distribuzione (ripartizione) di una sostanza S tra due solventi A e B immiscibili A B superficie di contatto trasferimento selettivo di uno o più componenti di una miscela in una fase separata ESTRAZIONE ESTRAZIONE LIQUIDO/LIQUIDO LEGGE DI HENRY

  2. concentrazione di S in B CB gB/VB gB gB VA VA VA coefficiente di ripartizione (funzione di T) rapporto tra le SOLUBILITA’ di S in A e B CA gA/VA gA gA VB VB VB concentrazione di S in A LEGGE DI HENRY . K = = = Come raggiungere questo obiettivo? Usare grandi volumi di B? Non è vantaggioso. Si fanno più estrazioni successive. VB

  3. CB gB/VB K = K = CA [(g0 - gB)/VA] gB VA gB VA . K = = VB (g0 - gB) (g0VB - gBVB) gB VA gB VA . = (g0 - gB) (g0VB - gBVB) VB Kg0VB gB = (KVB +VA) 2 Kg0VB g’’B = (KVB +VA) Se un volume di soluzione VA che contiene g0 grammi di soluto viene estratto con un volume di solvente VB, capace di estrarre gB grammi di soluto, si ha: gB? Kg0VB - KgBVB - gBVA=0 gB(KVB +VA) = Kg0VB per una seconda estrazione

  4. 1 . 1 1 . 1 1 . 1 1 . 3 100 100 100 300 . . gS = 100 = = 75 g gS1= 100 = = 50 g 1 . 1 + 1 1 . 3 + 1 1 . 1 + 1 1 . 1 + 1 4 4 2 8 2 . gS2= 100 = = 25 g Kg0VB gB = 3 (KVB +VA) . gS3= 100 = = 12.5 g TOT 87.5 ESEMPIO: estrazione di 100 g i S in 1L di H2O con 3L di Et2O, con K = 1 1 estrazione da 3 L 3 estrazioni da 1 L

  5. EFFICIENZA K più alto possibile SELETTIVITA’ estrazione solo del soluto VOLATILITA’ solvente bassobollente separazione rapida delle fasi (Dd) IMMISCIBILITA’ SCELTA DEL SOLVENTE

  6. SEPARAZIONE DI DUE SOSTANZE [X]A [Y]A KX = KX = KY KY = / [X]B [Y]B SOLUBILITA’ IN ACQUA Si sfruttano i diversi coefficienti di ripartizione delle due sostanze nei due liquidi X, Y  sostanze A, B  solventi Generalmente queste estrazioni vengono fatte impiegando un solvente organico e acqua. E’ importante saper stimare indicativamente la solubilità in acqua di una molecola organica pochi gruppi polari = molecola molto alifatica molti gruppi polari = molecola polare

  7. SOLUBILITA’ IN ACQUA DI ALCUNI ALCOLI E’ quindi possibile separare per estrazione il metanolo dall’1-esanolo disciolti in un solvente organico: il metanolo passerà in acqua e l’1-esanolo resterà nel solvente.

  8. ESTRAZIONE IN CONTINUO una tecnica impiegata quando sono necessari grandi volumi di solvente solventi meno densi dell’acqua solventi più densi dell’acqua

  9. ESTRAZIONE DI COMPOSTI ORGANICI ACIDI E BASICI composti acidi o basici estrazione con acqua sali fase acquosa: carbossilato fase organica: scarto fase organica: acido purificato fase acquosa: sali inorganici Acido in soluzione organica + impurezze estrazione con soluzione basica • acidificazione • estrazione con solvente organico

  10. ESTRAZIONE DI COMPOSTI ORGANICI ACIDI E BASICI salificabili con HCl R-NH2 salificabili con HCO3-, CO3=, OH- R-COOH 4 < pKA < 5 salificabili con OH- Ar-OH 9 < pKA < 11 R-COO- + Ar-O- in soluzione acquosa R-COO- in soluzione acquosa Ar-OH in soluzione organica R-COOH + Ar-OH in soluzione organica estrazione NaOH Il carbossilato si recupera trattando la soluzione acquosa con una base ed estraendo di nuovo l’acido carbossilico, che passerà nella fase organica. estrazione Na2CO3

  11. precipitazione e filtrazione (sostanza solubile nel solvente ma non in H2O) ACIDI: aggiunta di HCl con acqua per asportare le tracce di acido o base BASI: aggiunta di NaOH • estrazione con solvente: • si eliminano i sali inorganici • il solvente si può distillare con brine o soluzioni di NaCl, CaCl2, (NH4)2SO4 per favorire il passaggio degli ioni in acqua e la separazione delle fasi NaOH KOH Na2CO3 K2CO3 5-10% NaHCO3 5% HCl 2 M recupero del soluto dalla fase acquosa lavaggio della fase organica finale

  12. FORMAZIONE DI EMULSIONI CON MOLECOLE TENSIOATTIVE • Favorire la coalescenza delle goccioline • Diluire, aumentando il volume delle fasi • Aumentare la forza ionica della fase acquosa con brine (NaCl satura) - diminuisce la tensione superficiale • Filtrare via eventuali impurezze solide • Scaldare leggermente o far gorgogliare gas

  13. ESSICCAMENTO DELLA FASE ORGANICA si combinano REVERSIBILMENTE con l’acqua REAGISCONO chimicamente con l’acqua formazione di una soluzione o di una fase liquida per permanenza di una sostanza all’aria trasformazione di un sale idrato in polvere per perdita d’acqua, a seguito di esposizione all’aria capacità di una sostanza di assorbire acqua dall’ambiente ESSICCANTI DELIQUESCENZA CaCl2, ZnCl2, KOH EFFLORESCENZA Na2CO3 x 10 H2O  Na2CO3 x 1 H2O IGROSCOPICITA’ CaO, CuO, H2SO4, MeOHass, EtOHass

  14. ESSICCAMENTO DELLA FASE ORGANICA aH2O assorbita per unità di peso bH2O all’equilibrio con l’essiccante

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