Prácticas de laboratorio. Métodos de extracción

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EXTRACCIÓN SELECTIVA

La extracción es una técnica que se utiliza para separar un producto orgánico de una mezcla de reacción o para aislarlo de su estado natural, en pocas palabras la extracción es la separación de una mezcla por medio de un disolvente

En la extracción existe una fase líquida, que es el compuesto extractor, el cual aísla la sustancia que se desea extraer de otra fase, ya sea líquida, sólida o gaseosa; el compuesto extractor debe ser inmiscible con el resto de la mezcla.

En la extracción hay tres puntos o conceptos de grata importancia que debemos conocer para poder llevar a cabo ésta: solubilidad, extracción y coeficiente de reparto.

Solubilidad

Hemos escuchado con frecuencia en el laboratorio la frase “lo semejante disuelve a lo semejante”, debido a esta frase el principio básico para la técnica de extracción es en realidad es la definición de solubilidad, que es la concentración que tiene la sustancia en una disolución saturada en cierto disolvente.

Extracción

Como lo visto es la técnica que más se utiliza para separar un producto orgánico de una mezcla de reacción para aislarlo de su estado natural, siendo más preciso es la separación de un componente de una mezcla por medio de un disolvente, una sustancia que interactúe con dos disolventes distintos, se disolverá en aquel que se asemeje más a sus propiedades moleculares.

Coeficiente de reparto

La solubilidad de una sustancia en un disolvente es característico de la sustancia y del disolvente a cualquier temperatura

La relación de las concentraciones orgánicas y acuosas son proporcionales a las respectivas solubilidades tanto en la solubilidad orgánica como solubilidad acuosa, cuando se alcanza un estado de equilibrio a una temperatura determinada se le llama coeficiente de reparto.

En general para un volumen determinado de líquido extractivo, la eficacia de la extracción aumenta con el número de veces que se haga una extracción.

La extracción selectiva que realizamos en el desarrollo experimental fue un tipo de separación que fue llevado a cabo con tres compuestos orgánicos diferentes: un ácido, un básico y un neutro y a su vez cada uno tiene que ser en un disolvente de la misma naturaleza y de las otras dos.

La extracción selectiva se utiliza cuando tenemos más de dos componentes y queremos obtener solo uno de ellos y debemos separar los demás componentes. Los disolventes orgánicos utilizados en la extracción selectiva deben de tener baja solubilidad en agua, alta capacidad de solvatación hacia la sustancia que se va a extraer y bajo punto de ebullición para facilitar su posterior eliminación. L a extracción selectiva se emplea para separar mezclas de compuestos orgánicos, en función de la acidez, de la basicidad, o de la neutralización de estos. Los compuestos iónicos son más solubles que los compuestos covalentes y estos, son más solubles en compuestos orgánicos que aquellos.

DESTILACION SIMPLE Y FRACCIONADA

La destilación es el proceso de separar los componentes o sustancias de una mezcla líquida mediante el uso de la ebullición selectiva y la condensación. La destilación puede resultar en una separación esencialmente completa (componentes casi puros), o puede ser una separación parcial que aumenta la concentración de los componentes seleccionados en la mezcla.

La destilación dentro de la industria y a nivel laboratorio tiene muchas aplicaciones como lo son:

• La destilación de productos fermentados produce bebidas destiladas con un alto contenido de alcohol o separa otros productos de fermentación de valor comercial.
• La destilación es un método eficaz y tradicional de desalinización.
• En la industria de los combustibles fósiles, la estabilización del petróleo es una forma de destilación parcial que reduce la presión de vapor del petróleo crudo, lo que lo hace seguro para el almacenamiento y el transporte, además de reducir las emisiones a la atmósfera de hidrocarburos volátiles.
• En las operaciones intermedias en las refinerías de petróleo, la destilación es una clase importante de operaciones para transformar petróleo crudo en combustibles y materias primas químicas.
• La destilación criogénica conduce a la separación del aire en sus componentes, especialmente oxígeno, nitrógeno y argón, para uso industrial.
• En el campo de la química industrial, se destilan grandes cantidades de productos líquidos crudos de síntesis química para separarlos, ya sea de otros productos, de impurezas o de materiales de partida sin reaccionar.

Dentro del laboratorio se manejan varios tipos de destilaciones, estas varían según la practica presentada y lo que se lleve a cabo en el laboratorio, siendo la variante la naturaleza del líquido a destilar, en donde sea más convenientes usar una destilación u otra. Se hablará principalmente de la simple y la fraccionada, señalando sus principales características y fatores que interviene en ellas.

Las destilaciones a escala de laboratorio se realizan casi exclusivamente como destilaciones por lotes. El dispositivo utilizado en la destilación, a veces referido como un destilador, consiste en un mínimo de un rehervido o caldera en la que el material fuente se calienta, un condensador en el que la calienta vapor se enfría de nuevo al líquido estado, y un receptor en el cual el líquido concentrado o purificado, llamado el destilado, se recoge.

Destilación simple: 

Se usa para separar de líquidos con puntos de ebullición inferiores a 150ºC de impurezas no volátiles, o bien para separar mezclas de dos componentes que hiervan con una diferencia de puntos de ebullición de al menos 60-80°C. Mezclas de sustancias cuyos puntos de ebullición difieren de 30-60°C se pueden separar por destilaciones sencillas repetidas, recogiendo durante la primera destilación fracciones enriquecidas en uno de los componentes, las cuales se vuelven a destilar. Para que la ebullición sea homogénea y no se produzcan proyecciones se introduce en el matraz un agitador magnético.

El líquido que se quiere destilar se pone en el matraz (que no debe llenarse mucho más de la mitad de su capacidad) y se calienta con la placa calefactora. Cuando se alcanza la temperatura de ebullición del líquido comienza la producción apreciable de vapor, condensándose parte del mismo en el termómetro y en las paredes del matraz. La mayor parte del vapor pasa al refrigerante donde se condensa debido a la corriente de agua fría que asciende por la camisa de este. El destilado (vapor condensado) escurre al matraz colector a través de la alargadera.

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