1עמוד 7פרק

77פרק פרק

מטרותמטרות

2עמוד

:מיצוי נוזל / נוזל

ממסים אורגניים

מערכות מימיות

מיצלות הפוכות

7פרק

מיצוי נוזל / נוזל )ממיסים אורגניים(מיצוי נוזל / נוזל )ממיסים אורגניים(

3עמוד 7פרק

Mixerמיכל ערבוב

Mixer Settlerמיכל שיקוע

תמצית

תזכיך

בין שתי פאזות נוזליות הנובע עקרון הפעולה: מעבר מסה של מומסמהבדלי מסיסות

הזנה

+מומ

ס

ממיס

מקדם חלוקהמקדם חלוקה

4עמוד 7פרק

LH

y שבר מול מומס בפאזה - ה”קלה”

xבפאזה - שבר מול מומס ה“כבדה”

RT

LHexpm

x

y oo (7.1)

xlnRTLylnRTH oo תמיסות מהולות!

מוגדר כיחס ריכוזי המומס בשתי פאזות הנמצאות mמקדם החלוקה בש”מ

סלקטיביותסלקטיביות

5עמוד 7פרק

2

1

22

112,1

m

m

xy

xy (7.2)

מהווה מדד לאיכות ההפרדה במערכת דו-מרכיביתהסלקטיביות

שיקולים בבחירת הממסשיקולים בבחירת הממס

6עמוד 7פרק

מקדם חלוקה / סלקטיביות גבוהים

מסיסות נמוכה במים

,קלות הפרדה והשבה - צפיפות, מתח פנים נדיפות

רעילות

עלות

פגיעה מינימלית בפעילות הביולוגית של חלבונים

האם ניתן לשנות את מקדם החלוקה?האם ניתן לשנות את מקדם החלוקה?

7עמוד 7פרק

שינוי הממס: הקשר לפרמטר המסיסות

A

2LAL

2HAH

oo

vRT

vv

RT

LHmln

v נפח מולרי

חלקי

פרמטר מתייחסים A, H, Lהאינדקסים המסיסות

לפאזה הכבדה, לפאזה הקלה ולמומס, בהתאמה

Solvent (cal1/2 cm-3/2)

Amyl acetate 8.0

Benzene 9.2

Butanol 13.6

Aceton 7.5

Water 9.4

)המשך()המשך(האם ניתן לשנות את מקדם החלוקה? האם ניתן לשנות את מקדם החלוקה?

8עמוד 7פרק

Ionשינוי תכונות המומס: צמדי יונים pairs

למומסים יוניים רבים קבועי דיסוציאציה קטנים בממס

אורגני, כלומר רוב המולקולות ( ion pairsאינן מפורקות )

ניתן להחליף יון נגדי ללא שינוי בתכונות החומר

כדאי להחליף את היון הנגדי ביון שייצור צמד יוני בעל מסיסות גבוהה יותר בממס אורגני… )“מלח

( greasy saltשומני”,

)המשך()המשך(האם ניתן לשנות את מקדם החלוקה? האם ניתן לשנות את מקדם החלוקה?

9עמוד 7פרק

דוגמאות ליונים המשמשים בצימוד יוני:

בכלורופורם: tetrabutylammonium chlorideמקדם החלוקה של m=1.3

בכלורופורם: tetrabutylammonium acetateמקדם החלוקה של m=132

Acetate

Butyrate

Tetrabutylammonium

Hexadecyltributylammonium Cholate

)המשך()המשך(האם ניתן לשנות את מקדם החלוקה? האם ניתן לשנות את מקדם החלוקה?

10עמוד 7פרק

HH

L

RCOORCOOH

RCOOHm

הרחבה של

הגדרת מקדם החלוקה

שליטה בתכונות המומס בעזרת pHשינויי

H

HHa

RCOOH

HRCOOK

RCOOH RCOO- + H+

)המשך()המשך(האם ניתן לשנות את מקדם החלוקה? האם ניתן לשנות את מקדם החלוקה?

11עמוד 7פרק

HK1

mm

a

* H

L*

RCOOH

RCOOHm ;

a10aa

*

10 KlogpK;pKpH1m

mlog

b10bb

*

10 KlogpK;pHpK1m

mlog

חומצה (7.3)חלשה

בסיס חלש

מקדמי חלוקה אופייניים לביוכימיקליםמקדמי חלוקה אופייניים לביוכימיקלים

12עמוד 7פרק

דוגמא לתהליך מיצוי פניציליןדוגמא לתהליך מיצוי פניצילין

13עמוד 7פרק

broth

solvent

Sulfuricacid

Richsolvent

Basicbuffer

Richbuffer

דוגמאדוגמא

14עמוד

ממצים חומצה חלשה מתמיסה מימית בעזרת הקסנול. מדידות הראו כי בערכי pH מול ללליטר, בהתאמה. 0.22 ו- 6.4מקדמי החלוקה הם 5.8 ו 4.0 של

?7.0של pHמהו ערכו הצפוי של מקדם החלוקה ב

7פרק

a

*

10 pKpH1m

mlog

(7.3)

a

*

10 pK0.414.6

mlog

a

*

10 pK8.5122.0

mlog

litermole10*3.8K;7.11*m 5a

014.0m7pH@

מיצוי מנתי - שלב אידאלי אחדמיצוי מנתי - שלב אידאלי אחד

15עמוד 5פרק

שלבים בחושים היטב, ש”מ ביציאה בין הנחות:הזרמים

הזנחת המסיסות ההדדית של זרמי הנוזלים

myx

L - )”ספיקת ממס )פאזה “קלה

H - ספיקת הזנה

x - שבר מול בממס

y - שבר מול בהזנה מימית

L, y0L, y

H, x0 H, x

מאזן מסה :מרכיבי

HxLyHxLy 00

)המשך()המשך(מיצוי מנתי - שלב אידאלי אחד מיצוי מנתי - שלב אידאלי אחד

16עמוד 5פרק

פתרון אנליטי או גרפי נותן ריכוזים ביציאה

xxL

Hyy 00 קו פעולה

mxy ש”מ

y

x

ש”מ

E1

mxEyy 00

H

mLE Eמקדם המיצוי -

(7.4)

E1m

mxEyx 00

מיצוי רב-שלבי )שלבים אידיאליים(מיצוי רב-שלבי )שלבים אידיאליים(

17עמוד 5פרק

1 2 3 N

L, y1L, y0 L, yN

H, x2

H, x1 H, xN+1H, xN

1

1N

1N x1E

1Ex

למקרה הפרטי של

ממס נקי בכניסה

EE

EE

xH

LYp

1N

1N

1N

N

(7.5)

שבר מומס

שהושב(7.6)

מיצוי במערכת מימית דו-פאזיתמיצוי במערכת מימית דו-פאזית

18עמוד 7פרק

Beijerinck (1896) הפרדת פאזות בערבוב תמיסות מימיות של פולימרים הידרופיליים

Poly(Ethylene glycole) Polyvinyl Alchohol

Dextran

Ficoll

Potasium Phosphate

Poly(Propylene glycole) Methoxypolyethylene Glycole

Hydroxypropyldextran

Polyvinylpyrrolidone

Dextran

Methylcellulose Hydroxypropyldextran

Dextran

דוגמא לדיאגרמת פאזות במערכת מימיתדוגמא לדיאגרמת פאזות במערכת מימית

19עמוד 7פרק

DextranPEG

Water

הרכבים שונים

צפיפויות שונות

כושר המסה שונה לחלבונים

Albertsson, 1950

מקדם החלוקהמקדם החלוקה

20עמוד 7פרק

השפעת גודל המולקולה - משוואת השפעת גודל המולקולה - משוואת BronstedBronsted

M - משקל מולקולרי

- קבוע אופייני למערכתהפולימרים

T - טמפרטורה

RT

Mexpm

(7.4)

m

השפעות על מקדם החלוקה במערכות מימיותהשפעות על מקדם החלוקה במערכות מימיות

21עמוד 7פרק

- שינוי מטען חשמלי - מטען חשמליpH , סוג מלח וריכוזו

הידרופוביות הפולימריםהידרופוביות הפולימרים

משקל מולקולרי של הפולימריםמשקל מולקולרי של הפולימרים

הפרדות זיקהקישור ליגנדיםקישור ליגנדים -

יתרונות וחסרונות מיצוי במערכות מימיותיתרונות וחסרונות מיצוי במערכות מימיות

22עמוד 7פרק

סלקטיביות נמוכה יחסית סלקטיביות נמוכה יחסית

קינטיקה איטיתקינטיקה איטית

אין אפשרות למחזר את אין אפשרות למחזר אתהתמיסות התמיסות

אין פגיעה בחלבונים אין פגיעה בחלבונים

שימוש במתקני מיצוי שימוש במתקני מיצויקיימיםקיימים

גימלון נוחגימלון נוח

מיצוי בעזרת מיצלות הפוכותמיצוי בעזרת מיצלות הפוכותReversed Micelles ExtractionReversed Micelles Extraction

23עמוד 7פרק

חפ”ש

amphiphile

מיצלה micelle

מיצלה הפוכהreversed micelle

)המשך()המשך(מיצוי בעזרת מיצלות הפוכות מיצוי בעזרת מיצלות הפוכות

24עמוד 7פרק

Net negative charge

Net positive charge

כיחושכיחושמיצוימיצוי

High pH

)המשך()המשך(מיצוי בעזרת מיצלות הפוכות מיצוי בעזרת מיצלות הפוכות

25עמוד 7פרק

pHpHתלות ב תלות ב

דוגמא: חפ”ש אניוני

%חלבון מומס

pH

)המשך()המשך(מיצוי בעזרת מיצלות הפוכות מיצוי בעזרת מיצלות הפוכות

26עמוד 7פרק

תלות בריכוז תלות בריכוז המלחהמלח

דוגמא: מיצוי ב pHאופטימלי

%חלבון מומס

ריכוז מלח

סיכוםסיכום

27עמוד 7פרק

:מיצוי נוזל / נוזל

ממסים אורגניים

מערכות מימיות

מיצלות הפוכות

שליטה במקדמי החלוקה