Práctica de Química Orgánica - Extracción de un aceite esencial

PRÁCTICA No. 8

EXTRACCIÓN DE UN ACEITE ESENCIAL

EXTRACCIÓN LÍQUIDO-LÍQUIDO

Objetivos

• Comprender el fundamento y el manejo de la técnica de extracción líquido-líquido.
• Extraer el aceite esencial de un líquido inmiscible mediante extracción líquido-líquido.

Introducción

        La extracción es una de las técnicas más importantes utilizada para aislar y purificar sustancias orgánicas. Puede definirse como la transferencia de una sustancia X de una fase líquida, A, hacia otra fase líquida inmiscible, B. La distribución de X entre los dos líquidos inmiscibles A y B, está dada por la ecuación de distribución de Nernst:

CB(X) / CA(X) =  KT

donde CA (X) y CB (X) son las concentraciones de X en A y en B, respectivamente. KT es el coeficiente de partición, a la temperatura T.

Existen numerosos ejemplos en la vida diaria de este tipo de proceso como son el extracto de vainilla usado en la cocina y la esencia de perfume es extraída de las flores y plantas. El café descafeinado es elaborado de granos de café que han sido descafeinados por técnicas de extracción. Para los químicos orgánicos es parte del trabajo normal de una síntesis, por ejemplo, cuando lavamos el producto de una reacción orgánica con agua para remover cualquier subproducto o material inorgánico.        

Elección del solvente. Uno de los procedimientos de extracción más comunes involucra el uso de un solvente orgánico (no polar o ligeramente polar) para extraer un compuesto orgánico de una solución acuosa. Debido a que el agua es altamente polar, la mezcla se separará en dos capas o fases: una acuosa y una orgánica (no polar). La cantidad total del compuesto orgánico presente en la disolución inicial se repartirá entre la fase orgánica y la acuosa de acuerdo a sus solubilidades relativas. Como el compuesto orgánico suele ser mucho más soluble en un solvente orgánico que en agua, la mayor parte de él habrá quedado disuelto en éste y las sales inorgánicas, que no son solubles en el solvente orgánico, permanecerán en la capa acuosa.

El solvente que se utilice en la extracción debe cumplir los siguientes requisitos:

• Disolver fácilmente el (los) compuesto(s) orgánico(s) a extraer.
• Tener un punto de ebullición lo más bajo posible para que se pueda eliminar fácilmente.
• Ser totalmente inmiscible con el agua.
• No debe reaccionar con los compuestos orgánicos a extraer, a menos que se trate de una extracción ácido-base.
• No debe ser inflamable ni tóxico.
• Debe ser relativamente barato.

No hay ningún solvente universal que cumpla todos estos requisitos. Por ejemplo, el solvente más utilizado en la extracción es el éter etílico el cual es muy inflamable y es parcialmente miscible con el agua, no obstante, es un solvente muy bueno para la mayoría de los compuestos orgánicos y se utiliza mucho en los laboratorios de investigación porque es muy volátil (p.e. 34.6 ºC), por lo que su eliminación en un rotavapor a presión reducida tiene lugar a una temperatura tan baja que no se alteran los compuestos orgánicos sensibles al calor. Sin embargo, el éter no se utiliza en la industria por su extremada inflamabilidad, por su elevada volatilidad y por el peligro de explosión que presenta en contacto con el aire, debido a la formación de peróxidos. Por ello se utilizan otros solventes inmiscibles con el agua, tales como los derivados halogenados (cloroformo, cloruro de metileno, entre otros), que además no son inflamables.

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