viernes, 17 de junio de 2016

Extracción. Práctica virtual

Publicado por Ciudad Universitaria Virtual de San Isidoro
Extracción química

Cuando una sustancia es soluble en dos disolventes no miscibles entre ellos, su concentración en cada uno de ellos será constante, ya que dependerá de su solubilidad en cada disolvente. Esta relación es constante y se llama coeficiente de reparto.

Si tenemos una sustancia disuelta en un disolvente y tenemos otro disolvente en el que la sustancia es más soluble y ademas no es miscible con el anterior, podemos realizar una extracción del primero, añadiendo el segundo, agitando la mezcla, y separando las dos fases.

Embudo de decantación

En el laboratorio, la extracción se realiza en el embudo de decantación. La extracción nunca es total, pero es más eficaz cuando la cantidad del segundo disolvente se divide en fracciones y se hacen varias extracciones.

El procedimiento es el siguiente: se añade al embudo la sustancia con el disolvente, se añade el segundo disolvente, se cierra el embudo y se agita, se abre de vez en cuando el embudo para que salgan los gases y no haya sobrepresión, se deja reposar, se abre la llave inferior del embudo saliendo el líquido más denso.

La emulsión, producida cuando se mezclan los dos líquidos formando gotas, impide una correcta separación de los dos disolventes. Una posible solución es añadir unos mililitros de salmuera y volver a agitar, siendo normalmente la solución.

A nivel industrial, el proceso se emplea en la extracción de aceites, grasas y pigmentos. En este caso, la formación de emulsiones puede llegar a ser un gran problema, habiéndose creado varias patentes para solucionarlo.

Otro de los aspectos interesantes de la extracción es la posibilidad de modificar la solubilidad de las sustancias en diferentes disolventes. Esto es especialmente interesante en Química Orgánica, ya que se pueden modificar grupos funcionales, variando su solubilidad en función de la polaridad del disolvente.


Introducción

- Lectura: U. Barcelona. Operaciones Básicas en el Laboratorio. Extracción



Guión de la práctica

- Lectura: Prácticas del Laboratorio de Química. Práctica 4. Técnicas experimentales básicas en el laboratorio de química: extracción, sublimación y cristalización

En resumen, la práctica consta de las siguientes partes:

1.- Se añade al embudo la sustancia con el primer disolvente.

2.- Se añade el segundo disolvente.

3.- Se cierra el embudo y se agita. De vez en cuando hay que invertirlo y abrir la llave para que salgan los gases y no hay sobrepresión. Esta puede aumentar en disolventes volátiles simplemente con el calor de las manos.

4.- Se deja reposar, separándose las dos fases.

5.- Se abre la llave inferior del embudo y se recoge el líquido más denso.

6.- El líquido menos denso se recoge por la parte superior, quitando el tapón.

El material necesario sería el siguiente:

- Embudo de decantación con tapón

- Soporte con anillo de hierro. Es preferible que este está engomado para no dañar el embudo de decantación

- Embudo o probeta para añadir disolventes

- Disolventes y reactivos

Algunas de las posibles combinaciones de solutos y disolventes pueden ser:

- Azuleno con metanol y agua. Se extrae con ciclohexano.

- Violeta cristal con agua. Se extrae con cloroformo o con diclorometano.

- Hidroquinona en agua. Se extrae con eter dietilico,

- Separación de beta carotenos y xantofilas de vegetales. Se pueden usar zanahorias, espinacas o puré comercial de vegetales como comida de bebé ("potitos"). Se hierven durante 15 minutos, se cuela y se añade hexano al puré, decantándolo. Se extraen las xantofilas con metanol, quedando en el hecano los beta carotenos.


Formas de realizar la práctica

1. En laboratorio

La práctica usa elementos y sustancias comunes de un laboratorio de química y su implementación en la docencia es sencilla.

2. En laboratorio casero

Se necesita un embudo de decantación, aunque puede sustituirse por uno común, pero de vidrio ya que si es de plástico pueden ser atacado por los disolventes. Un embudo de decantación viene a costar unos 30 euros, aunque los hay de muchos precios según su capacidad.

Si se realiza esta práctica en un espacio cerrado, se debe de tener cuidado con los disolventes en el sentido de que haya buena ventilación. Hay que recordar además que toda medida de precaución es poca, como tener cuidado con la posible toxicidad de las sustancias que se utilicen y precaución las las fuentes de calor usando disolventes.

3. De manera virtual

Viendo el siguiente vídeo, en el que se extrae violeta de cristal en agua destilada con diclorometano.



Preguntas y actividades

1. El coeficiente de reparto es la relación entre dos concentraciones en dos fases distintas. ¿Cómo se determina experimentalmente? Consultar este documento.

2. ¿Qué importancia tiene la extracción en la industria química? Consultar este tema en Internet y en bibliografía impresa.

3. Algunas variantes caseras muy sencillas pueden ser con azúcar o sal, y agua y aceite de girasol (u otros similares). ¿Por qué la sal se disuelve fácilmente en agua, pero no en aceite de girasol? ¿se podría extraer con agua si se encuentra en el aceite de girasol?

4. En los experimentos anteriores ¿porque a veces se ensucian los recipientes formando pequeñas esferas? ¿cómo se denomina este proceso y en qué consiste?


Para saber más y ampliar conocimientos

- Lectura: Wikipedia. Extracción


Principios de Química y Estructura de la Materia

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