DESPRE EXTRACIE
Prin extracie se nelege operaia de separare, bazat pe diferena
de solubilitate a componenilor unui amestec n unul sau mai muli
solveni. Operaia se numete extracie solid-lichid, sau elutriere cnd
amestecul este solid, i splare, cnd componentul solubil care se
separ este o impuritate (n cantitate mic). Operaia se numete
extracie lichid-lichid sau extracie cu solveni selectivi sau
rafinare cu solveni selectivi, cnd amestecul iniial este o soluie
de dou sau mai multe lichide. Cnd amestecul de componeni este
gazos, operaia de extracie se numete splarea gazelor sau
chemosorie.EXTRACIA LICHID-LICHIDExtracia cu solveni organici, ca
metod eficace de separare i concentrare, dei cunoscut de mult vreme
abia n ultimele decenii a nceput s fie apreciat ca fcnd parte din
metodele moderne de separare. Avantajele acestei metode, constau n
marea posibilitate de a putea fi aplicat att la micro ct i la
macro-concentraii din substana de cercetat precum i n rapiditatea
executrii operaiilor. Folosit la nceput mai ales n domeniul chimiei
organice, extracia cu solveni capt n ultimul timp o larg aplicare n
chimia anorganic, radio-chimia, chimia-tehnologic, chimia
farmaceutic, analitic, chimia restaurrii obiectelor de art, chimia
mediului, etc. Aplicaiile multilaterale ale extraciei, explic
importana acordat ndeosebi n ultimii ani, de numeroi cercettori,
studiului procesului de extracie. Constanta de repartitieExtracia,
ca metod de separare i concentrare const n principiu, n punerea n
contact a fazei apoase ce conine elementul de analizat cu o faz
organic nemiscibil cu apa, care este agentul de extracie. Dup
agitare i separarea fazelor, elementul de analizat este determinat
cantitativ printr-o metod adecvat (curarea unei icoane nainte de
restaurare). Dac se introduce ntr-un sistem, doi solveni, de
exemplu ap i un solvent organic, o substan solubil n ambii solveni,
aceast substan se repartizeaz ntre cei doi solveni n mod
proporional cu solubilitile sale n cei doi solveni, i cu volumul
fiecruia. Desen (dac avem o substan AB, ea se va repartiza ntre cei
doi, ntre cei doi solveni, ap i organic, deci n funcie de
solubilitatea lui AB n ap i n funcie de solubilitatea lui AB n
organic). La echilibru exist o constant de echilibru, se stabilete
o constant de echilibru, ntre cele dou concentraii. Aceast constant
sau coeficientul de repartiie, a fost dedus termodinamic de ctre
savanul Nerst i este valabil numai dac apa i solventul organic nu
sunt miscibile, iar temperatura este constant.Dac solubilitilor
substanei AB n ap i n solventul organic sunt saturate,
concentraiile lui AB n faza organic, se poate nlocui cu
solubilitatea corespunzatoare in mol/litru,substanei AB n solventul
organic, iar concentraia lui AB n ap-cu solubilitatea lui AB n ap.
Acesta este coeficientul care exprim solubilitatea substanei
respective n cei doi solveni.DesenFACTORI CARE INFLUENEAZ
EXTRACIAIn general separarea unei subst, nu se poate face printr-o
singura extractie, fiind necesare 3,4 extractii succesive,
reunindu-se apoi toate extractiile.Extracia este influenat de mai
muli factori: pH-ul soluiei, volumul de solvent, precipitarea,
completarea, electroliza etc. Majoritatea liganzilor sunt acizi
slabi sau baze slabe, prin urmare, pH-ul influeneaz considerabil
nsuirile acido-bazice ale liganzilor, i evident i extracia. A fost
demonstrat experimental faptul c extraciile multiple, deci
repetate, cu volume mici de solveni, sunt mai eficiente dect
extracia unic ce se face cu volum mare de solvent. Extraciile
individuale, cu acelai volum de solvent, dar repetat, se reunesc
ntr-unul singur, al crui volum se reduce la valoarea dorit prin
distilare sau evaporare cnd se realizeaz o pre-concentrare, de zeci
sau de sute de ori a analitului. Trebuie spus c extracia cantitativ
a unei substane ntr-o singur etap, nu este posibil, i prin urmare,
este necesar extracia n faze multiple, adic o extracie repetat.
Precipitarea unui ion poate mpiedica extracia sa, dar poate uura
sau favoriza separarea, i deci extracia altor ioni. De exemplu,
ionul de cobalt 2 plus, se poate extrage n hexanon, ca i complex
anionic de cobalt. Dac prin completare, se formeaz un complex mai
stabil dect complexul ce se extrage, extracia nu mai are loc. De
exemplu, dintr-o soluie apoas ce conine Zinc 2 plus, se poate
extrage ditizonatul de zinc rou la un pH bazic de 9-10, chiar dac
zincul este completat cu amoniac, deoarece ditizonatul rou de zinc
are o stabilitate mai mare dect complexul tetra-amino-zinc.
Electroliii tari pot favoriza sau stnjeni extracia. De obicei,
electroliii tari favorizeaz extracia ntr-un solvent organic mai
ales a chelailor metalici, printr-un efect de salifiere care
determin modificarea gradului de hidratare a ionilor implicai n
formarea complexului. n acest mod se produce o scdere a constantei
vii electrice, a mediului i implicit a puterii sale disociante,
ceea ce duce la stabilitatea complecilor i la creterea
coeficienilor de extracie. Exist i cazuri n care prezena
electrolizilor tari influeneaz nefavorabil extracia. De exemplu,
clorura de sodiu inhib extracia ditizonatului de aur trivalent n
cloroform.TEHNICI DE EXTRACIETehnicile de extracie se fixeaz de
obicei, pe baza consideraiilor teoretice. Trebuie s se stabileasc n
primul rnd relaia ntre eficacitatea extraciei i coeficientul de
distribuie. Din aceasta, se poate apoi determina numrul de extracii
necesare pentru ndeprtarea complet a solvatului. Dup sensul de
curgere a lichidului, i dup principiul de funcionare a instalaiei,
se deosebesc urmtoarele procedee de extracie:-extracie
simpl-extracie continu-extracie n contra-curentExtracia
simpl-separarea prin extracie simpl se poate realiza n contact unic
sau contact multiplu cu o aparatur simpl. Plnile de separare pot
servi foarte bine pentru amestecarea i apoi la separarea fazelor.
Acestea sunt folosite pentru probe de mrimi cuprinse ntre miligrame
i grame. Marea majoritate a separrilor prin extracie, utilizate n
analiza anorganic i organic, se realizeaz prin aceast metod
simpl.
Extracia continuCnd coeficientul de extracie al substanei care
intereseaz este mic, este avantajos i uneori este necesar folosirea
unui sistem continuu de extracie. n principiul, procedeul impune
meninerea unui.... de extract ..., care este reciel? H recomand dou
tipuri de parate care se deosebesc dup densitatea extractantului:
1) extractantul este solvent uor (sp. Fridiric). 2) extractantul
este un solvent greu, mai dens ca h2o (op. micoreaz refractantul
werhrExtracia n contracurentAceast tehnic se aplic n cazul n care
doi analii ce trebuie separai au rapoarte de distribuie de acelai
ordin de mrimi cnd nu este posibil seprare printr-o singur extracie
simpl. n astfel de cazuri trebuie s se execute mai multe extracii
repetate (succesive) de fiecare dat cu solvent proaspt. Asemenea
extraxii se execut n tuburi Craig legate n serie, fiecare tub
coninnd dou camere separate.Alt tip de extracie continu: 1. Vas de
extracie, 2. Faza apoas- Prob de extras, 3. Solvent de reacie, 4.
5. Refrigerent. (Desen)Etracie solid-lichid. Este cunoscut faptul c
extracia lichid-lichid este liant n cadrul soluiilor apose la
solveni care este limitat n cadrul soluiei apoase la solveni care
sunt nemiscibili cu H2O, dar unuia dintre solvenii organici formai
cu ap, emulsii, .. soluii apoase.Ei fiind utilizai n volume destul
de mari, constituie o surs de poluare a mediului. n extracia
lichid-lichid sunt necesare numeroase operaii care se repet,
necesit mult timp dup care este necesar preconcentrarea analitului
prin concentrarea soluiei.Extracia (solid-lichid) poate nlocui
extracia (lichid-lichid) desigur c analiii i matricele ce trebuies
separate se gsesc n fazele lichide. Acest tip de extracie deosebit
de important n faza de pregtire a probei sunt? Sigur de preparare,
separare a probelor de separat. Extracia solid-lichid implic 4
etape:1) Condiionarea solventului care const n prepararea cartuului
ce include solventul care interaconeaz cu proba, introducerea
probei prin injecia care este mpins printr-un part. Solventul reine
analiii dar nu reine componenii donai? (cred).2) ..3) ndeprtarea
prin splare a componenilor nedorii i ai matricii 4) Eludare
selectiv a analiilor din cartu i colectarea afluenilor ce-i
conine5) Instalaiile pentru realizarea extraciei solid-lichide sunt
relativ simple. Solventul sau faaza staionar este o pulbere solid
care n cele mai multe cazuri este silicat gel pe care sunt grupe
funcionale organizate, hidrofalse i hidrofile. Aceste faze pot fi
poles NH2 i nepolen C4, C18, Fenil.n funcie de faza staionar se
alege faza mobil care, poate fi un solvent organizat sau un amestec
de doi sau mai muli solveni organici.
PrecipitareaUn ion poate mpiedica extracia sa, dar poate uura
sau favoriza separarea i deci extractul altui ion de exemplu:
Cobalt2 se poate extrage n hexanon ca i comlpex anionicReactiiDac
prin complexare se formeaz un complex mai stabil dect complexul ce
se extrage, extracia nu mai are loc, de exemplu dintr-o soluie
apoas cu... Zn+ se poate extrage ditizonatul de Zn rou la un ph 9,
10, chiar dac Zn este completat cu amoniac deoarece ditizonatul de
Zinc are o stabilitate mai mare dect compusul tetra-amino-Zn+ 2+.
Dac soluiei de titizonat de Zinc i se adaug o soluie apoas de
clorur de Potasiu se formeaz complexul amoniac teraceanozinat 2+
solubil n H2O dar, aceast metod se utilizeaz la separarea i
identificarea Pb 2+ alturi de Zn.Electroliii tari clorur de natriu
pot stnjeni reeacia de obicei e+ favoriznd reacia ntr-un...
organic, mai ales chelailormetalici printr-un efect de salefiere
care determin modificarea gradului de hidratare a ionilor implicai
n formarea complexului.Exist i cazuri cnd prezint electrolii tari
influiennd nefavorabil extraditizonatul de amoniu n clorofol.
Adesea capacitatea de extracie a unui amestec de solveni extractani
este mai mare dect suma capacitilor extractante ale fiecruia dintre
extractani. Se poate vorbi de o exaltare a puterii de extracie prin
sinergism, iar un astfel de proces se numete extracie
sinergic.Tehnici de extracieSe fixeaz de obicei pe baza
considerentelor teoretice. Trebuie s se stabileasc n primul rnd
relaia ntre eficacitatea extraciei i coeficientul de distribuie.Din
aceast relaie se poate apoi determina numrul de extracii nnecesar
pentru ndeplinirea complet a solventului. Dup sensul de curgere al
lichidului i dup principul de funcionare al relaiilor se stabilesc
urmtoarele procedee de extracie extracie-simpl, e. Continu i n
contracurent.
Extracia simplSepararea prin extracia simpl se poate realiza n
contact unic sau contact multiplu cu aparatur simpl.Plniile de
separare pot servi foarte bine pentru amestecarea i apoi la
separarea fazelor. Deci, acestea sunt folosite pentru probe de
sruri ntre miligram i gram, marea majoritate a separrilor prin
extragere se realizeaz prin aceste extrageri simple.Extragerea
simpl n contact multiplu (extragerea n contracurent) se realizeaz
prin introducerea cantitii de extractant selectiv n poriuni mici,
selective, succesive n rafinat.Cantitile de solvent adugate pot fi
egale sau nu, cu efect final veritabil. Metoda de lucru se fixeaz
dup ncercri experimentale sau prin calculul graficului ternal de
extracie. Extracia unui amestec de lichide sua extracia dintr-un
material solid se realizeaz cu un extractor Soxhlet care funcioneaz
pe baza extraciilor simple dar cu un numr forte mare de uniti de
extracie i cu o cantitate mic de curent regenerant continuu.
7
