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Extraccion solvente.

La extracción líquido-líquido ( LLE ), también conocida como extracción y partición por solventes , es un método para separar compuestos o complejos metálicos, en función de sus solubilidades relativas.en dos líquidos inmiscibles diferentes, normalmente agua (polar) y un disolvente orgánico (no polar). Hay una transferencia neta de una o más especies de un líquido a otra fase líquida, generalmente de acuosa a orgánica. La transferencia es impulsada por el potencial químico, es decir, una vez que se completa la transferencia, el sistema general de componentes químicos que forman los solutos y los solventes están en una configuración más estable (menor energía libre). El solvente que está enriquecido en soluto (s) se llama extracto. La solución de alimentación que se agota en soluto (s) se llama refinado . LLE es una técnica básica en los laboratorios químicos, donde se realiza utilizando una variedad de aparatos, desde embudos de separación hasta distribución en contracorriente.Equipos llamados colonos mezcladores. [ no verificado en el cuerpo ] Este tipo de proceso se realiza comúnmente después de una reacción química como parte del tratamiento , que a menudo incluye un tratamiento ácido.

El término partición se usa comúnmente para referirse a los procesos químicos y físicos subyacentes involucrados en la extracción líquido-líquido , pero en otra lectura puede ser completamente sinónimo de ello. El término extracción con disolvente también puede referirse a la separación de una sustancia de una mezcla disolviendo preferentemente esa sustancia en un disolvente adecuado. En ese caso, un compuesto soluble se separa de un compuesto insoluble o una matriz compleja. [ no verificado en el cuerpo ]

Desde una perspectiva hidrometalúrgica, la extracción con disolventes se utiliza exclusivamente en la separación y purificación de uranio y plutonio, circonio y hafnio, separación de cobalto y níquel, separación y purificación de elementos de tierras raras, etc., siendo su mayor ventaja su capacidad para separar selectivamente incluso metales muy similares. Se obtienen corrientes de un solo metal de alta pureza al "extraer" el valor metálico del orgánico "cargado" en el que se puede precipitar o depositar el valor metálico. El stripping es lo opuesto a la extracción: transferencia de masa de la fase orgánica a la acuosa.

LLE también se usa ampliamente en la producción de compuestos orgánicos finos , el procesamiento de perfumes , la producción de aceites vegetales y biodiesel y otras industrias. [ no verificado en el cuerpo ] Se encuentra entre las técnicas de separación inicial más comunes, aunque algunas dificultades dan como resultado la extracción de grupos funcionales estrechamente relacionados.

La extracción líquido-líquido es posible en sistemas no acuosos: en un sistema que consiste en un metal fundido en contacto con sales fundidas , los metales se pueden extraer de una fase a otra. Esto está relacionado con un electrodo de mercurio donde se puede reducir un metal, el metal a menudo se disuelve en el mercurio para formar una amalgama que modifica en gran medida su electroquímica. Por ejemplo, es posible que los cationes de sodio se reduzcan en un cátodo de mercurio para formar una amalgama de sodio , mientras que en un electrodo inerte (como el platino) los cationes de sodio no se reducen. En cambio, el agua se reduce a hidrógeno. Un detergente o un sólido fino se puede utilizar para estabilizar una emulsión o una tercera fase . [ no verificado en el cuerpo ]

Medidas de eficacia [ editar ]

Relación de distribución [ editar ]

En la extracción con solventes, a menudo se cita una relación de distribución como una medida de qué tan bien extraída está una especie. La relación de distribución ( Kd ) es igual a la concentración de un soluto en la fase orgánica dividida por su concentración en la fase acuosa . Dependiendo del sistema, la relación de distribución puede ser función de la temperatura, la concentración de especies químicas en el sistema y una gran cantidad de otros parámetros. Tenga en cuenta que D está relacionado con el Δ G del proceso de extracción [ aclaración necesaria ] .

A veces, la relación de distribución se denomina coeficiente de partición , que a menudo se expresa como logaritmo . Tenga en cuenta que se ha informado de una relación de distribución de uranio y neptunio entre dos sólidos inorgánicos ( circonolita y perovskita ). [1] En la extracción con solvente, dos líquidos inmiscibles se agitan juntos. Los solutos más polares se disuelven preferentemente en el solvente más polar y los solutos menos polares en el solvente menos polar. En este experimento, los halógenos apolares se disuelven preferentemente en el aceite mineral apolar. [2]

Aunque la relación de distribución y el coeficiente de partición se utilizan a menudo como sinónimos, no lo son necesariamente. Los solutos pueden existir en más de una forma en cualquier fase particular, lo que significaría que el coeficiente de partición (Kd) y la relación de distribución (D) tendrán valores diferentes. Esta es una distinción importante a hacer, ya que mientras que el coeficiente de partición tiene un valor fijo para la partición de un soluto entre dos fases, la relación de distribución cambia con las diferentes condiciones en el solvente. [3]

Después de realizar la extracción líquido-líquido, se debe tomar una medida cuantitativa para determinar la relación de la concentración total de la solución en cada fase de la extracción. Esta medida cuantitativa se conoce como razón de distribución o coeficiente de distribución. [4]

Factores de separación [ editar ]

El factor de separación es una relación de distribución dividida por otra; es una medida de la capacidad del sistema para separar dos solutos. Por ejemplo, si la relación de distribución del níquel (D Ni ) es 10 y la relación de distribución de la plata (D Ag ) es 100, entonces el factor de separación plata / níquel (SF Ag / Ni ) es igual a D Ag / D Ni = SF Ag / Ni = 10. [5]

Factor de descontaminación [ editar ]

Se utiliza para expresar la capacidad de un proceso para eliminar un contaminante de un producto. Por ejemplo, si un proceso se alimenta con una mezcla de cadmio a indio 1: 9 , y el producto es una mezcla 1:99 de cadmio e indio, entonces el factor de descontaminación (para la eliminación de cadmio) del proceso es 0,11 / 0,01 = 11.

Pendientes de gráficos [ editar ]

La forma más sencilla de calcular el mecanismo de extracción es dibujar gráficos y medir las pendientes. Si para un sistema de extracción el valor D es proporcional al cuadrado de la concentración de un reactivo ( Z ), entonces la pendiente del gráfico de log 10 ( D ) contra log 10 ([[ Z ]]) será dos.

Medidas de éxito [ editar ]

El éxito de la extracción líquido-líquido se mide mediante factores de separación y factores de descontaminación. La mejor manera de comprender el éxito de una columna de extracción es a través del conjunto de datos de equilibrio líquido-líquido (LLE). Luego, el conjunto de datos se puede convertir en una curva para determinar el comportamiento de partición en estado estable del soluto entre las dos fases. El eje y es la concentración de soluto en la fase de extracto (disolvente) y el eje x es la concentración del soluto en la fase de refinado. A partir de aquí, se pueden determinar los pasos para la optimización del proceso. [6]

Técnicas [ editar ]

Extracciones de una sola etapa por lotes [ editar ]

Esto se usa comúnmente a pequeña escala en laboratorios químicos. Es normal utilizar un embudo separador . Los procesos incluyen DLLME y extracción orgánica directa. Después del equilibrio, la fase de extracto que contiene el soluto deseado se separa para su posterior procesamiento.

Microextracción líquido-líquido dispersivo (DLLME) [ editar ]

Un proceso utilizado para extraer pequeñas cantidades de compuestos orgánicos de muestras de agua. [7] Este proceso se realiza inyectando pequeñas cantidades de un disolvente de extracción apropiado (C 2 Cl 4 ) y un disolvente dispersor (acetona) en la solución acuosa. La solución resultante se centrifuga luego para separar las capas orgánica y acuosa. Este proceso es útil en la extracción de compuestos orgánicos como plaguicidas organoclorados y organofosforados, así como compuestos de benceno sustituidos de muestras de agua. [7]

Extracción orgánica directa [ editar ]

Mezclando muestras parcialmente orgánicas solubles en solvente orgánico (tolueno, benceno, xileno), los compuestos orgánicos solubles se disolverán en el solvente y se pueden separar usando un embudo separador . Este proceso es valioso en la extracción de proteínas y específicamente fosfoproteínas y fosfopéptidos fosfatasas. [8]

Otro ejemplo de esta aplicación es la extracción de anisol de una mezcla de agua y ácido acético al 5% usando éter , luego el anisol entrará en la fase orgánica. Entonces se separarían las dos fases. A continuación, el ácido acético se puede lavar (eliminar) de la fase orgánica agitando el extracto orgánico con bicarbonato de sodio . El ácido acético reacciona con el bicarbonato de sodio para formar acetato de sodio , dióxido de carbono y agua.

La cafeína también se puede extraer de los granos de café y las hojas de té mediante una extracción orgánica directa. Los granos u hojas se pueden remojar en acetato de etilo que disuelve favorablemente la cafeína, dejando la mayor parte del sabor del café o del té en la muestra inicial. [9]

Procesos continuos en contracorriente multietapa [ editar ]

Extractor continuo en contracorriente Coflore.

Estos se utilizan comúnmente en la industria para el procesamiento de metales como los lantánidos ; debido a que los factores de separación entre los lantánidos son tan pequeños, se necesitan muchas etapas de extracción. [10] En los procesos de varias etapas, el refinado acuoso de una unidad de extracción se alimenta a la siguiente unidad como alimentación acuosa, mientras que la fase orgánica se mueve en la dirección opuesta. Por lo tanto, de esta manera, incluso si la separación entre dos metales en cada etapa es pequeña, el sistema general puede tener un factor de descontaminación más alto.

Se han utilizado matrices de contracorriente de varias etapas para la separación de lantánidos. Para el diseño de un buen proceso, la relación de distribución no debe ser demasiado alta (> 100) ni demasiado baja (<0,1) en la parte de extracción del proceso. A menudo ocurre que el proceso tendrá una sección para depurar metales no deseados de la fase orgánica y, finalmente, una sección de extracción para recuperar el metal de la fase orgánica.

Mezcladores-colonos [ editar ]

Batería de contador mezclador-colonos actualmente interconectada. Cada unidad mezcladora-decantadora proporciona una única etapa de extracción. Un sedimentador mezclador consta de una primera etapa que mezcla las fases seguidas de una etapa de sedimentación inactiva que permite que las fases se separen por gravedad.

En el proceso de contracorriente multietapa, se instalan múltiples mezcladores sedimentadores con cámaras de mezcla y sedimentación ubicadas en extremos alternos para cada etapa (ya que la salida de las secciones de sedimentación alimentan las entradas de las secciones de mezclado de la etapa adyacente). Los mezcladores-sedimentadores se utilizan cuando un proceso requiere tiempos de residencia más prolongados y cuando las soluciones se separan fácilmente por gravedad. Requieren una gran superficie de instalación, pero no requieren mucho espacio libre y necesitan una capacidad limitada de mantenimiento remoto para el reemplazo ocasional de motores de mezcla. (Colven, 1956; Davidson, 1957) [11]

Batería de mezcladores-decantadores de 4 etapas para extracción en contracorriente.

Extractores centrífugos [ editar ]

Los extractores centrífugos se mezclan y separan en una sola unidad. Se mezclarán intensamente dos líquidos entre el rotor giratorio y la carcasa estacionaria a velocidades de hasta 6000 RPM. Esto desarrolla grandes superficies para una transferencia de masa ideal de la fase acuosa a la fase orgánica. A 200-2000 g, ambas fases se volverán a separar. Los extractores centrífugos minimizan el solvente en el proceso, optimizan la carga de producto en el solvente y extraen la fase acuosa por completo. Las extracciones de contracorriente y corriente cruzada se establecen fácilmente. [12]

Extracción sin cambio químico [ editar ]

Algunos solutos como los gases nobles se pueden extraer de una fase a otra sin necesidad de una reacción química (ver absorción ). Este es el tipo más simple de extracción por solvente. Cuando se extrae un disolvente, se agitan juntos dos líquidos inmiscibles. Los solutos más polares se disuelven preferentemente en el solvente más polar y los solutos menos polares en el solvente menos polar. Algunos solutos que a primera vista no parecen sufrir una reacción durante el proceso de extracción no tienen una relación de distribución que sea independiente de la concentración. Un ejemplo clásico es la extracción de ácidos carboxílicos ( HA ) en medios apolares como el benceno.. Aquí, a menudo ocurre que el ácido carboxílico formará un dímero en la capa orgánica, por lo que la relación de distribución cambiará en función de la concentración de ácido (medida en cualquier fase).

Para este caso, la constante de extracción k se describe por k = [[ HA orgánico ]] 2 / [[ HA acuoso ]]

Mecanismo de solvatación [ editar ]

Mediante la extracción con disolventes es posible extraer uranio , plutonio , torio y muchos elementos de tierras raras de soluciones ácidas de forma selectiva utilizando la elección correcta de disolvente y diluyente de extracción orgánico. Un solvente utilizado para este propósito es el fosfato de tributilo organofosforado (TBP). El proceso PUREX que se usa comúnmente en el reprocesamiento nuclear utiliza una mezcla de tri-n-butil fosfato y un hidrocarburo inerte ( queroseno ), el uranio (VI) se extrae del ácido nítrico fuerte y se retroextrae (despoja) usando nítrico débil ácido. Un uranio soluble orgánico se forma el complejo [UO 2 (TBP) 2 (NO 3 ) 2 ], luego la capa orgánica que contiene el uranio se pone en contacto con una solución diluida de ácido nítrico; el equilibrio se aleja del complejo orgánico de uranio soluble y se dirige hacia el TBP libre y el nitrato de uranilo en ácido nítrico diluido. El plutonio (IV) forma un complejo similar al uranio (VI), pero es posible eliminar el plutonio de más de una forma; se puede añadir un agente reductor que convierta el plutonio al estado de oxidación trivalente . Este estado de oxidación no forma un complejo estable con TBP y nitrato.a menos que la concentración de nitrato sea muy alta (se requieren alrededor de 10 mol / L de nitrato en la fase acuosa). Otro método consiste simplemente en utilizar ácido nítrico diluido como agente decapante para el plutonio. Esta química PUREX es un ejemplo clásico de extracción por solvatación .

Aquí en este caso D U = k TBP 2 [[NO 3 ]] 2

Mecanismo de intercambio de iones [ editar ]

Otro mecanismo de extracción se conoce como mecanismo de intercambio iónico . Aquí, cuando un ión se transfiere de la fase acuosa a la fase orgánica, otro ión se transfiere en la otra dirección para mantener el equilibrio de carga. Este ion adicional es a menudo un ion hidrógeno ; para los mecanismos de intercambio iónico, la relación de distribución es a menudo una función del pH . Un ejemplo de una extracción de intercambio iónico sería la extracción de americio por una combinación de terpiridina y un ácido carboxílico en terc - butil benceno . En este caso

D Am = k terpiridina 1 ácido carboxílico 3 H + −3

Otro ejemplo es la extracción de zinc , cadmio o plomo mediante un ácido di alquil fosfínico (R 2 PO 2 H) en un diluyente apolar como un alcano . Un diluyente no polar favorece la formación de complejos metálicos no polares no cargados .

Algunos sistemas de extracción pueden extraer metales mediante mecanismos de solvatación e intercambio iónico; un ejemplo de tal sistema es la extracción de americio (y lantánido ) del ácido nítrico mediante una combinación de 6,6'- bis - (5,6-di pentil -1,2,4-triazin-3-il) - 2 , 2'-bipiridina y 2-bromo ácido hexanoico en terc - butil benceno . Tanto en concentraciones altas como bajas de ácido nítrico, la relación de distribución de metales es más alta que para una concentración intermedia de ácido nítrico.

Extracción de pares de iones [ editar ]

Es posible mediante una cuidadosa elección del contraión extraer un metal. Por ejemplo, si la concentración de nitrato es alta, es posible extraer americio como un complejo de nitrato aniónico si la mezcla contiene una sal de amonio cuaternario lipófila .

Un ejemplo que es más probable que encuentre el químico "promedio" es el uso de un catalizador de transferencia de fase . Esta es una especie cargada que transfiere otro ion a la fase orgánica. El ion reacciona y luego forma otro ion, que luego se transfiere de nuevo a la fase acuosa.

Por ejemplo, se requieren 31,1 kJ mol -1 para transferir un anión acetato a nitrobenceno, [13] mientras que la energía necesaria para transferir un anión cloruro de una fase acuosa a nitrobenceno es 43,8 kJ mol -1 . [14] Por lo tanto, si la fase acuosa en una reacción es una solución de acetato de sodio mientras que la fase orgánica es una solución de nitrobenceno de cloruro de bencilo , entonces, cuando se trata de un catalizador de transferencia de fase, los aniones acetato se pueden transferir de la capa acuosa donde se reaccionar con el cloruro de bencilo para formar acetato de bencilo y un anión cloruro. A continuación, el anión cloruro se transfiere a la fase acuosa. Las energías de transferencia de los aniones contribuyen a las emitidas por la reacción.

La reacción emite 43,8 a 31,1 kJ mol -1 = 12,7 kJ mol -1 de energía adicional en comparación con la energía si la reacción se hubiera realizado en nitrobenceno usando un peso equivalente de acetato de tetraalquilamonio . [15]

Tipos de extracciones acuosas de dos fases [ editar ]

Sistemas polímero-polímero. En un sistema polímero-polímero, ambas fases son generadas por un polímero disuelto. La fase pesada generalmente será un polisacárido y la fase ligera es generalmente polietilenglicol (PEG). Tradicionalmente, el polisacárido utilizado es el dextrano.. Sin embargo, el dextrano es relativamente caro y la investigación ha estado explorando el uso de polisacáridos menos costosos para generar la fase pesada. Si el compuesto diana que se está separando es una proteína o enzima, es posible incorporar un ligando a la diana en una de las fases del polímero. Esto mejora la afinidad del objetivo con esa fase y mejora su capacidad para dividirse de una fase a otra. Esto, así como la ausencia de disolventes u otros agentes desnaturalizantes, hace que las extracciones polímero-polímero sean una opción atractiva para purificar proteínas. Las dos fases de un sistema polímero-polímero a menudo tienen densidades muy similares y una tensión superficial muy baja entre ellas. Debido a esto, la desmezcla de un sistema polímero-polímero a menudo es mucho más difícil que la desmezcla de una extracción por solvente. Los métodos para mejorar la desmezcla incluyencentrifugación y aplicación de un campo eléctrico .

Sistemas de polímero-sal. También se pueden generar sistemas acuosos de dos fases generando la fase pesada con una solución salina concentrada. La fase polimérica utilizada sigue siendo generalmente PEG. Generalmente, se usa una sal kosmotrópica , como Na 3 PO 4 , sin embargo, se han documentado sistemas PEG-NaCl cuando la concentración de sal es lo suficientemente alta. Dado que los sistemas de polímero-sal se desmenuzan fácilmente, son más fáciles de usar. Sin embargo, a altas concentraciones de sal, las proteínas generalmente se desnaturalizan o precipitan de la solución. Por tanto, los sistemas polímero-sal no son tan útiles para purificar proteínas.

Sistemas de líquidos iónicos. Los líquidos iónicos son compuestos iónicos con puntos de fusión bajos. Si bien no son técnicamente acuosos, investigaciones recientes han experimentado con su uso en una extracción que no usa solventes orgánicos.

Purificación de ADN [ editar ]

Artículo principal: extracción de ADN

La capacidad de purificar el ADN de una muestra es importante para muchos procesos biotecnológicos modernos. Sin embargo, las muestras a menudo contienen nucleasas que degradan el ADN diana antes de que pueda purificarse. Se ha demostrado que los fragmentos de ADN se dividirán en la fase ligera de un sistema de separación polímero-sal. Si se incorporan ligandos que se sabe que se unen y desactivan nucleasas en la fase polimérica, las nucleasas se dividirán entonces en la fase pesada y se desactivarán. Por lo tanto, este sistema polímero-sal es una herramienta útil para purificar el ADN de una muestra y al mismo tiempo protegerlo de las nucleasas. [ cita requerida ]

Industria alimentaria [ editar ]

Se ha demostrado que el sistema PEG-NaCl es eficaz para dividir moléculas pequeñas, como péptidos y ácidos nucleicos. Estos compuestos suelen ser aromatizantes u odorantes. El sistema podría entonces ser utilizado por la industria alimentaria para aislar o eliminar sabores particulares. La extracción de cafeína solía realizarse mediante extracción líquido-líquido, específicamente extracción líquido-líquido directa e indirecta (método suizo del agua), pero desde entonces se ha orientado hacia el CO 2 supercrítico, ya que es más barato y se puede realizar a escala comercial. [16] [17]

Química analítica [ editar ]

A menudo, hay especies químicas presentes o necesarias en una etapa del procesamiento de la muestra que interferirán con el análisis. Por ejemplo, algunos controles del aire se llevan a cabo extrayendo aire a través de un pequeño tubo de vidrio lleno de partículas absorbentes que se han recubierto con una sustancia química para estabilizar o derivatizar el analito de interés. El recubrimiento puede tener una concentración o características tales que dañe la instrumentación o interfiera con el análisis. Si la muestra se puede extraer del sorbente usando un disolvente no polar (como tolueno o disulfuro de carbono) y el revestimiento es polar (como HBr o ácido fosfórico), el revestimiento disuelto se dividirá en la fase acuosa. Claramente, lo contrario también es cierto, usando un solvente de extracción polar y un solvente no polar para dividir un interferente no polar.A continuación, se puede inyectar una pequeña alícuota de la fase orgánica (o en el último caso, fase polar) en el instrumento para su análisis.

Purificación de aminas [ editar ]

Las aminas (análogamente al amoníaco) tienen un par de electrones solitarios en el átomo de nitrógeno que pueden formar un enlace relativamente débil con un átomo de hidrógeno. Por tanto, se da el caso de que, en condiciones ácidas, las aminas están típicamente protonadas, portan una carga positiva y, en condiciones básicas, están típicamente desprotonadas y son neutras. Las aminas de peso molecular suficientemente bajo son bastante polares y pueden formar enlaces de hidrógeno con agua y, por lo tanto, se disolverán fácilmente en soluciones acuosas. Las aminas desprotonadas, por otro lado, son neutras y tienen sustituyentes orgánicos apolares grasos y, por lo tanto, tienen una mayor afinidad por los disolventes inorgánicos apolares. Como tales, las etapas de purificación se pueden llevar a cabo donde una solución acuosa de una amina se neutraliza con una base como hidróxido de sodio, luego se agita en unembudo de decantación con un disolvente apolar inmiscible con agua. A continuación, se escurre la fase orgánica. El procesamiento posterior puede recuperar la amina mediante técnicas tales como recristalización, evaporación o destilación; La extracción posterior de regreso a una fase polar se puede realizar agregando HCl y agitando nuevamente en un embudo de separación (en cuyo punto el ión amonio podría recuperarse agregando un contraión insoluble), o en cualquier fase, las reacciones podrían realizarse como parte de un síntesis química.

Extracción con solvente por variación de temperatura [ editar ]

Artículo principal: Desalinización § Temperature_swing_solvent_extraction

La extracción por solvente por oscilación de temperatura es una técnica experimental para la desalación de agua potable. Se ha utilizado para eliminar hasta el 98,4% del contenido de sal en el agua y es capaz de procesar salmueras hipersalinas que no se pueden desalar mediante ósmosis inversa. [18]

Cinética de extracción [ editar ]

Es importante investigar la velocidad a la que se transfiere el soluto entre las dos fases, en algunos casos por una alteración del tiempo de contacto es posible alterar la selectividad de la extracción. Por ejemplo, la extracción de paladio o níquel puede ser muy lenta porque la tasa de intercambio de ligandos en estos centros metálicos es mucho más baja que la de los complejos de hierro o plata .

Agentes complejantes acuosos [ editar ]

Si está presente un agente complejante en la fase acuosa, entonces puede reducir la relación de distribución. Por ejemplo, en el caso de que el yodo se distribuya entre el agua y un disolvente orgánico inerte como el tetracloruro de carbono , la presencia de yoduro en la fase acuosa puede alterar la química de extracción.

En lugar de ser una constante, se convierte en = k [[I 2 . Orgánico ]] / [I 2 . Acuoso ] [[I - . Acuoso ]]

Esto se debe a que el yodo reacciona con el yoduro para formar I 3 - . El anión I 3 - es un ejemplo de un anión polihaluro que es bastante común.

Diseño de procesos industriales [ editar ]

En un escenario típico, un proceso industrial utilizará un paso de extracción en el que los solutos se transfieren de la fase acuosa a la fase orgánica; esto suele ir seguido de una etapa de depuración en la que los solutos no deseados se eliminan de la fase orgánica, luego una etapa de extracción en la que los solutos deseados se eliminan de la fase orgánica. Luego, la fase orgánica puede tratarse para que esté lista para su uso nuevamente. [19] [20]

Después de su uso, la fase orgánica puede someterse a una etapa de limpieza para eliminar cualquier producto de degradación; por ejemplo, en las plantas PUREX, la fase orgánica usada se lava con una solución de carbonato de sodio para eliminar cualquier hidrogenofosfato de dibutilo o dihidrogenofosfato de butilo que pudiera estar presente.

Cálculos de equilibrio líquido-líquido [ editar ]

Para calcular el equilibrio de fase, es necesario utilizar un modelo termodinámico como NRTL, UNIQUAC, etc. Los parámetros correspondientes de estos modelos se pueden obtener de la literatura (por ejemplo, Dechema Chemistry Data Series, Dortmund Data Bank , etc.) o mediante un proceso de correlación de datos experimentales. [21] [22] [23] [24]

Equipo [ editar ]

Reproducir medios
Separación de fases durante una LLE a escala de laboratorio. La solución de éter orgánica superior de MTBE se extrajo con la alcalina inferior acuosa una solución de bicarbonato de sodio para eliminar el ácido benzoico como el benzoato de anión, dejando un no-ácido orgánico, bencilo , (de color amarillo) en la fase orgánica.

Si bien la extracción con solventes a menudo se realiza a pequeña escala por químicos de laboratorio sintéticos utilizando un embudo de separación , un aparato Craig o técnicas basadas en membranas, [25] normalmente se realiza a escala industrial utilizando máquinas que ponen en contacto las dos fases líquidas con otro. Dichas máquinas incluyen contactores centrífugos , extracción de capa fina , columnas de pulverización , columnas pulsadas y mezcladores-sedimentadores .

Extracción de metales [ editar ]

Los métodos de extracción para una variedad de metales incluyen: [26]

Cobalto [ editar ]

La extracción de cobalto a partir de ácido clorhídrico utilizando Alamine 336 (tri-octil / decil amina) en meta - xileno . [27] El cobalto también se puede extraer usando Cyanex 272 {ácido bis - (2,4,4-trimetilpentil) fosfínico} .

Cobre [ editar ]

El cobre se puede extraer usando hidroxi oximas como extractantes, un artículo reciente describe un extractante que tiene una buena selectividad por el cobre sobre el cobalto y el níquel . [28]

Neodimio [ editar ]

El elemento de tierras raras Neodimio se extrae con ácido di (2-etil-hexil) fosfórico en hexano mediante un mecanismo de intercambio iónico. [29]

Níquel [ editar ]

El níquel se puede extraer usando ácido di (2-etil-hexil) fosfórico y fosfato de tributilo en un diluyente de hidrocarburo (Shellsol). [30]

Paladio y platino [ editar ]

Se han utilizado sulfuros de dialquilo, fosfato de tributilo y alquilaminas para extraer paladio y platino. [31] [32]

Polonio [ editar ]

El polonio se produce en reactores a partir de 209 Bi natural , bombardeado con neutrones , creando 210 Bi, que luego se desintegra a 210 Po a través de la desintegración beta-menos. La purificación final se realiza piroquímicamente seguida de extracción líquido-líquido frente a hidróxido de sodio a 500 ° C [33].

Zinc y cadmio [ editar ]

Tanto el zinc como el cadmio se extraen mediante un proceso de intercambio iónico, la N, N, N ', N' -tetrakis (2-piridilmetil) etilendiamina (TPEN) actúa como agente enmascarante del zinc y extractante del cadmio. [34] En el proceso Zincex modificado, el zinc se separa de la mayoría de los iones divalentes mediante extracción con solvente. Para ello se utiliza D2EHPA (ácido di (2) etil hexil fosfórico). Un ion de zinc reemplaza al protón de dos moléculas de D2EHPA. Para eliminar el zinc del D2EHPA, se utiliza ácido sulfúrico, en una concentración superior a 170 g / l (normalmente 240-265 g / l).

Ver también [ editar ]

  • Extracción de fragancias
  • Banco de datos de Dortmund
  • Modelo de dos líquidos no aleatorio - (modelo NRTL) Cálculo de equilibrio de fase LL
  • UNIQUAC - Cálculo de equilibrio de fase LL

Referencias [ editar ]

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  3. ^ "7.7: Extracciones líquido-líquido" . Química LibreTexts . 2013-10-25 . Consultado el 26 de marzo de 2017 .
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  6. ^ "Copia archivada" (PDF) . Archivado desde el original (PDF) el 29 de septiembre de 2015 . Consultado el 28 de septiembre de 2015 . CS1 maint: archived copy as title (link)
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Lectura adicional [ editar ]

  • BL Karger, 2014, "Separation and Purification: Single-stage versus multi-stage conditions" y "Separation and Purification: Separations Based on Equilibrium", Encyclopædia Britannica, ver [1] y [2] , consultado el 12 de mayo de 2014.
  • Gunt Hamburg, 2014, "Thermal Process Engineering: Liquid-Liquid Extraction and Solid-Liquid Extraction", véase [3] , consultado el 12 de mayo de 2014.
  • GW Stevens, TC, Lo, & MHI Baird, 2007, "Extraction, liquid-liquid", en Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, doi : 10.1002 / 0471238961.120917211215.a01.pub2 , consultado el 12 de mayo de 2014.
  • Colin Poole & Michael Cooke, 2000, "Extraction", en Encyclopedia of Separation Science, 10 Vols., ISBN 9780122267703 , ver [4] , consultado el 12 de mayo de 2014. 
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  • Dreyer, Kragl. Líquidos iónicos para extracción acuosa bifásica y estabilización de enzimas. Biotecnología y Bioingeniería. 99: 6: 1416. 2008
  • Boland. Sistemas acuosos bifásicos: métodos y protocolos. Pág. 259-269
  • https://web.archive.org/web/20100702074135/http://ull.chemistry.uakron.edu/chemsep/extraction/
  • Análisis topológico de la función de energía de Gibbs (datos de correlación de equilibrio líquido-líquido). Incluye una revisión termodinámica y una interfaz gráfica de usuario (GUI) para análisis de superficies / líneas de unión / matriz de Hesse - Universidad de Alicante (Reyes-Labarta et al. 2015-18)