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ESTRAZIONE LIQUIDO/LIQUIDO la miscela è una soluzione, trattata con un solvente immiscibile ESTRAZIONE trasferimento selettivo di uno o più componenti.

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Presentazione sul tema: "ESTRAZIONE LIQUIDO/LIQUIDO la miscela è una soluzione, trattata con un solvente immiscibile ESTRAZIONE trasferimento selettivo di uno o più componenti."— Transcript della presentazione:

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

2 K === CBCB CACA g B /V B g A /V A gBgB gAgA VBVB VAVA. coefficiente di ripartizione (funzione di T) rapporto tra le SOLUBILITA di S in A e B concentrazione di S in B concentrazione di S in A LEGGE DI HENRY gBgB gAgA VBVB VAVA VBVB VBVB VAVA Come raggiungere questo obiettivo? Usare grandi volumi di B? Non è vantaggioso. Si fanno più estrazioni successive.

3 Se un volume di soluzione V A che contiene g 0 grammi di soluto viene estratto con un volume di solvente V B, capace di estrarre g B grammi di soluto, si ha: K = CBCB CACA g B /V B [(g 0 - g B )/V A ] K = gB?gB? = gBgB VBVB VAVA (g 0 - g B ) K =. gB VAgB VA (g 0 V B - g B V B ) Kg 0 V B - Kg B V B - g B V A =0 = gBgB VBVB VAVA (g 0 - g B ). gB VAgB VA (g 0 V B - g B V B ) g B (KV B +V A ) = Kg 0 V B g B = Kg 0 V B (KV B +V A ) per una seconda estrazione g B = Kg 0 V B (KV B +V A ) 2

4 ESEMPIO: estrazione di 100 g i S in 1L di H 2 O con 3L di Et 2 O, con K = 1 g B = Kg 0 V B (KV B +V A ) 1 estrazione da 3 L 3 estrazioni da 1 L g S = = = 75 gg S 1 = = = 50 g g S 2 = = = 25 g 2 g S 3 = = = 12.5 g 3 TOT 87.5

5 SCELTA DEL SOLVENTE estrazione solo del soluto SELETTIVITAEFFICIENZA K più alto possibile solvente bassobollente VOLATILITA separazione rapida delle fasi ( d) IMMISCIBILITA

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

7 SOLUBILITA IN ACQUA DI ALCUNI ALCOLI E quindi possibile separare per estrazione il metanolo dall1-esanolo disciolti in un solvente organico: il metanolo passerà in acqua e l1-esanolo resterà nel solvente. Sostanza Solubilità (g/100g H 2 O) Metanolo CH 3 OH completamente solubile 1-Butanolo CH 3 (CH 2 ) 3 OH 8 1-Pentanolo CH 3 (CH 2 ) 4 OH2 1-Esanolo CH 3 (CH 2 ) 5 OH1

8 ESTRAZIONE IN CONTINUO una tecnica impiegata quando sono necessari grandi volumi di solvente solventi meno densi dellacqua solventi più densi dellacqua

9 ESTRAZIONE DI COMPOSTI ORGANICI ACIDI E BASICI composti acidi o basici sali estrazione con acqua Acido in soluzione organica + impurezze estrazione con soluzione basica 1.acidificazione 2.estrazione con solvente organico fase acquosa: carbossilato fase organica: scarto fase organica: acido purificato fase acquosa: sali inorganici

10 ESTRAZIONE DI COMPOSTI ORGANICI ACIDI E BASICI R-COOH4 < pK A < 5 salificabili con HCO 3 -, CO 3 =, OH - Ar-OH9 < pK A < 11 salificabili con OH - R-COOH + Ar-OH in soluzione organica estrazione NaOH R-COO - + Ar-O - in soluzione acquosa estrazione Na 2 CO 3 Ar-OH in soluzione organica R-COO - in soluzione acquosa Il carbossilato si recupera trattando la soluzione acquosa con una base ed estraendo di nuovo lacido carbossilico, che passerà nella fase organica. R-NH 2 salificabili con HCl

11 NaOH KOH Na 2 CO 3 K 2 CO % NaHCO 3 5% HCl 2 M recupero del soluto dalla fase acquosa ACIDI: aggiunta di HCl precipitazione e filtrazione (sostanza solubile nel solvente ma non in H 2 O) estrazione con solvente: si eliminano i sali inorganici il solvente si può distillare BASI: aggiunta di NaOH lavaggio della fase organica finale con brine o soluzioni di NaCl, CaCl 2, (NH 4 ) 2 SO 4 con acqua per asportare le tracce di acido o base per favorire il passaggio degli ioni in acqua e la separazione delle fasi

12 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 FORMAZIONE DI EMULSIONI CON MOLECOLE TENSIOATTIVE

13 ESSICCANTI ESSICCAMENTO DELLA FASE ORGANICA si combinano REVERSIBILMENTE con lacqua REAGISCONO chimicamente con lacqua DELIQUESCENZA formazione di una soluzione o di una fase liquida per permanenza di una sostanza allaria CaCl 2, ZnCl 2, KOH trasformazione di un sale idrato in polvere per perdita dacqua, a seguito di esposizione allaria EFFLORESCENZA Na 2 CO 3 x 10 H 2 O Na 2 CO 3 x 1 H 2 O IGROSCOPICITA capacità di una sostanza di assorbire acqua dallambiente CaO, CuO, H 2 SO 4, MeOH ass, EtOH ass

14 ESSICCAMENTO DELLA FASE ORGANICA EssiccanteCapacità a VelocitàEfficienza b Applicabilità CaCl 2 alta, 90%lentobassa può reagire con composti contenenti N o O può contenere CaO, basico da usare solo con idrocarburi o derivati alogenati CaSO 4 bassa, 7% molto veloce alta uso generale, composto neutro MgSO 4 alta, 100%velocemedia uso generale, debole ac. di Lewis non usare con composti sensibili agli acidi Setacci molecolari moderata, 20% velocealta necessario pre-trattare con altri essiccanti K 2 CO 3 abbastanza alta abbastanza veloce media basico, reagisce con gli acidi Na 2 SO 4 alta, 75%velocebassa uso generale, debole ac. di Lewis, meno efficiente di MgSO 4 a H 2 O assorbita per unità di peso b H 2 O allequilibrio con lessiccante


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