Pentru extracția din soluție se utilizează solvenți care nu se amestecă cu această soluție, dar în care substanța se dizolvă mai bine decât în primul solvent.
Extracția este posibilă deoarece distribuția substanței dizolvate între cele două faze lichide este determinată de legea distribuției lui Nernst (1890).
În starea de echilibru raportul concentrației (C) de solut dizolvat în două faze lichide nemiscibile A și B. la anumită temperatură este constantă și se numește coeficientul de distribuție K.
În forma de mai sus, legea Nernst este aplicabilă numai pentru concentrații mici (condiții ideale) și în acele cazuri în care compusul dizolvat are același grad de asociere în ambele faze. Prin urmare, extracția este ușor de realizat dacă solubilitatea unui compus dat în extractant este semnificativ mai mare decât în faza inițială a solventului, iar coeficientul de distribuție (K) diferă semnificativ de la 1.
Pentru substanțele cu un coeficient de distribuție K <100 уже недостаточно простой однократной экстракции. В этом случае повторяют экстракцию несколько раз, используя свежие порции растворителя (экстрагента).
Două substanțe (cu coeficienții de distribuție K1 și respectiv K2), în cazul ideal, sunt distribuite între cele două faze lichide independent una de cealaltă. Dacă diferența dintre valorile coeficienților de distribuție este suficient de mare, atunci aceste substanțe pot fi distribuite pur și simplu prin extracție.
Pentru a evalua dificultatea de separare, un factor de separare # 946;:
Ambele substanțe pot fi separate în mod satisfăcător prin extragerea simplă numai atunci când # 946; ≥ 100. Pentru separarea amestecurilor cu # 946; ≤ 100, ar trebui utilizate metode de extracție fracționată.
Schimbul de substanțe cu toate metodele de distribuție este posibil numai la interfața de fază. Pentru a accelera stabilirea echilibrului, este necesar să se mărească cât mai mult suprafața de contact a fazelor. Fluidele pentru aceasta sunt agitate și, atunci când sunt amestecate, este necesar să se adauge un lichid cu o densitate mai mare la un lichid cu o densitate mai mică pentru a crește contactul de fază. Solidele sunt măcinate fin înainte de extracție. Cu toate acestea, în multe cazuri, mai ales dacă faza solidă este implicată în distribuție, starea de echilibru nu este realizată.
Cea mai simplă metodă de extracție din soluție este spălarea unică sau multiplă cu un extractant într-o pâlnie de separare. Pâlnia de separare este un vas cu dop și un robinet pentru drenarea stratului inferior de lichid. Pentru extracția continuă sunt folosite dispozitive speciale - extractoare sau percolatoare.
În practica de laborator a sintezei chimice, se poate utiliza extracția pentru separarea unei substanțe pure din amestecul de reacție sau pentru îndepărtarea continuă a unuia dintre produsele de reacție din amestecul de reacție în timpul sintezei.
Cel mai adesea în laboratorul de chimie organică, soluțiile apoase sunt supuse extracției. Una dintre metode constă în realizarea extracției într-o pâlnie de separare (fig.78) în care soluția de extracție este turnată și lichidul de extracție este turnat. În acest caz, pâlnia trebuie umplută cu maximum 2/3 din volum. În mod obișnuit, volumul lichidului de extracție este de la 1/5 la 1/3 din volumul soluției extrase. Tubul superior este închis cu un dop și pâlnia de separare este agitată ușor în timp ce țineți opritorul și robinetul cu mâna. Apoi, pâlnia de separare se rotește cu dopul în jos și robinetul este deschis ușor pentru a egaliza presiunea din pâlnie. În prezent, pâlnia de separare este produsă cu o deschidere în tubul superior și în ștecher. Pentru a egaliza presiunea în astfel de pâlnie, deschiderea din tubul superior este combinată cu orificiul din fișă. agitare blândă și egalizarea presiunii este efectuată atâta timp cât spațiul aerian în pâlnie de separare nu va fi saturată cu vapori de solvent și, în consecință, presiunea din pâlnie nu va mai schimba. Numai după aceasta, vortexul este agitat viguros timp de 1-2 minute.
Dacă emulsia este agitată când pâlnia este agitată, amestecați straturile prin rotirea pâlniei. Emulsia poate fi distrusă prin adăugarea de alcool amilic, saturarea soluției apoase cu sare obișnuită sau filtrare. Cu toate acestea, cel mai bine este să distrugeți emulsia ca rezultat al depunerii îndelungate.
Pâlnia de separare este apoi fixată într-o poziție verticală și lăsată să stea până când straturile sunt complet separate. Stratul inferior este drenat prin robinet, iar cel superior este drenat prin tub. Trebuie reținut faptul că atunci când se scurge stratul inferior, deschiderea de sus a pâlniei de separare trebuie să fie deschisă.
În cazul în care nu este clar care dintre straturi este apoasă, se adaugă o picătură de lichid din orice strat în tubul de testare cu apă. Atunci când se extrag soluții sau soluții alcaline sau alcaline care conțin substanțe caustice, este necesar să se poarte ochelari de protecție.
Dintre solvenții organici utilizați pe scară largă pentru extracție, trebuie notat eterul, benzenul, clorura de metilen, cloroformul, tetraclorura de carbon. Pentru a reduce solubilitatea în apă a substanțelor relativ bine solubile în acesta, soluțiile apoase ale acestor compuși
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: