FUENTE: http://www.oaq.uba.ar/Labescuela/Exp-12.htm

La extracción es un proceso por el cual podemos aislar una sustancia o grupos de sustancias basándonos en la diferencia de solubilidad de los mismos en un determinado solvente.

La extracción puede realizarse a partir de mezclas sólidas o de soluciones de la sustancia deseada en un dado solvente. En ambos casos debe observarse la formación de dos fases para que el proceso pueda realizarse: en el primer caso una fase sólida y una líquida, mientras que en el segundo caso deben presentarse dos fases líquidas inmiscibles.

Si se tienen dos líquidos inmiscibles entre sí formando dos fases líquidas y se agrega una tercer sustancia, dicha sustancia se distribuirá entre las dos fases de una manera definida dependiendo de su afinidad hacia los diferentes solventes. Este equilibrio es independiente de la cantidad en que se agrega dicha sustancia, pero es dependiente de la temperatura.

Si CA es la concentración de la sustancia en el solvente A y Cla concentración de la misma en el solvente B se observa que:

Así, una sustancia se distribuye de manera constante entre las dos fases independientemente de su concentración, a una dada temperatura. La constante Kd es llamada constante de distribución o partición.

Si bien no es estrictamente correcto se pueden relacionar las concentraciones con la solubilidad de la sustancia en ambos solventes. De esta forma una sustancia se disolverá mas eficientemente en solventes que puedan tener una mejor interacción con ellas. Consecuentemente, los compuestos iónicos (sales) “preferirán” para disolverse un solvente como el agua a un solvente orgánico. Una sustancia que sólo presenta interacciones del tipo de van der Waals, se disolverá mayoritariamente en solventes orgánicos.

¿Cómo realizar el proceso de extracción?.

Si el compuesto a extraer se encuentra en una solución acuosa, se introduce la misma dentro de una ampolla de decantación y se agrega el solvente orgánico seleccionado para la extracción. El solvente elegido debe ser inerte, inmiscible con agua y presentar el mayor valor de Kd posible.

Entre los solventes más utilizados para estos procesos podemos mencionar: éter etílico (dietiléter), acetato de etilo, diclorometano y éter de petróleo. Tanto el dietiléter como el acetato de etilo tienen mayor polaridad que los dos restantes. Por lo tanto, cuando se desea obtener una sustancia orgánica polar debe utilizar alguno de estos dos solventes. Recordar que cuando se extrae un pigmento vegetal se utilizaba etanol para extraer clorofilas, mientras que los carotenos –menos polares– pueden extraerse con cualquier solvente mencionado antes.

¿Qué volumen de solvente debemos agregar?

El volumen de solvente a agregar dependerá del valor de la constante de partición del producto (Kd) y de la concentración del compuesto en la mezcla inicial. De todos modos siempre será más eficiente llevar a cabo varias extracciones con pequeñas cantidades de solvente que una sola extracción utilizando el volumen total de la fase. Por ejemplo, si Va es el volumen inicial de la fase acuosa, w0 es la masa (expresada en gramos) de sustancia a extraer disueltos en dicho volumen y se agregan Vs mL de solvente orgánico:

donde w1 es la masa (expresada en gramos) de soluto remanente en la fase acuosa luego de la primer extracción. Si realizamos una segunda extracción con el mismo volumen de solvente orgánico obtendremos:

donde w2 es la masa (expresada en gramos) que permanece en la fase acuosa luego de la segunda extracción. Luego de n extracciones obtendremos análogamente la siguiente fórmula:

Esta última expresión sólo vale cuando ambos solventes son totalmente inmiscibles.

Se aconseja realizar las cuentas en ambos casos suponiendo los volúmenes de solventes a emplear y una masa particular comparando con lo que se obtiene cuando se hacen 3 extracciones por separado y cuando se utiliza la suma de los tres volúmenes utilizados en una sola extracción.

 Otro tipo es la extracción sólido-líquido. En este caso, el líquido se pone en contacto con un sólido durante un lapso de tiempo determinado y luego se filtra, quedando disuelta en el solvente la sustancia buscada.

Este tipo de extracción se realiza habitualmente en un aparato denominado Soxhlet.

La sustancia sólida se introduce en un cartucho poroso (generalmente hecho con papel de filtro, que permite al solvente entrar y salir reteniendo al sólido) que se coloca dentro del recipiente (ver Figura 1). Se adosa un balón C a dicho recipiente donde se coloca el volumen de solvente que se utilizará en la extracción. Por el extremo superior del recipiente B, se coloca un condensador D.

El solvente se calienta; los vapores ascienden por el tubo E, condensan en el refrigerante D y caen dentro del recipiente B impregnando al sólido que se encuentra en el cartucho A. El recipiente B se va llenando lentamente de líquido hasta que llega al tope del tubo F y se descarga dentro del balón C por efecto de sifón, llevando consigo a la sustancia extraída. El proceso se repite automáticamente hasta que la extracción se completa. El solvente de extracción se evapora, recuperando así a la sustancia deseada.

Figura 1

En todos los casos es primordial la elección del solvente de extracción. Cuando no se conoce la estructura del compuesto que se desea extraer, se utilizan diferentes solventes (de menor a mayor polaridad) y se determina dónde queda el compuesto luego de cada extracción mediante técnicas cromatográficas (cromatografía en capa delgada, cromatografía gas-líquido, etc.). De esta forma se busca el sistema de solvente/s más apropiado/s tanto para una extracción líquido-líquido como sólido-líquido.

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