UNIVERSIDAD NACIONAL DEINGENIERÍA FACULTAD DE INGENIERÍA AMBIENTAL LABORATORIO Nº2: EXTRACCIÓN QUÍMICA INTEGRANTES : - Curso: PROFESOR QUIMICA II : ING. CESAR AUGUSTO MASGO SOTO LIMA – PERÚ 2014-II las sales inorgánicas. se encontrarán en la orgánica. 2) Fundamento teórico: La extracción es la técnica empleada para separar un producto orgánico de una mezcla de reacción o para aislarlo de sus fuentes naturales. En la práctica es muy utilizada para separar compuestos orgánicos de las soluciones o suspensiones acuosas en las que se encuentran. prácticamente insolubles en los disolventes orgánicos más comunes. La relación de concentraciones de A entre las fases acuosa y orgánica será constante e independiente de la cantidad total de A. Determinar la densidad de la muestra. Determinar la densidad de la muestra. Múltiple: • • • • Extraer tres veces un componente de una solución Recordar el proceso de decantación Recordar los tipos de disolventes más adecuados para cada solución. K = [Ao]/ [Aw] Donde K es el coeficiente de Reparto Para un sistema en donde no se consideran equilibrios alternos la cantidad que queda remanente después de la extracción (xn) se representa por la ecuación: . mientras que los compuestos orgánicos que no forman puentes de hidrógeno.Extracción simple y múltiple 1) Objetivos: Simple: • • • • Extraer un componente de una solución. Recordar los tipos de disolventes más adecuado para cada solución. El procedimiento consiste en agitarlas con un disolvente orgánico inmiscible con el agua y dejar separar ambas capas. Puede definirse como la separación de un componente de una mezcla por medio de un disolvente. De este modo. permanecerán en la fase acuosa. Los distintos solutos presentes se distribuyen entre las fases acuosas y orgánica. Recordar el proceso de decantación. de acuerdo con sus solubilidades relativas. insolubles en agua. Supóngase que la especie del soluto A se deja distribuir entre una fase acuosa y otra orgánica. con lo que según la fórmula anteriormente deducida. los cuales deben ser inmiscibles. A y B. que comprobaremos añadiendo un indicador. decantando todo el volumen del disolvente A con el B. Algunas veces se hace la sublimación a presión reducida para que no se descomponga el cuerpo. al ser agitados. Con el que si CA es la concentración en gramos del compuesto en el disolvente A.. es decir. se distribuyen entre ambas capas de acuerdo con sus respectivas solubilidades. La extracción simple consiste en hacer la extracción de una sola vez. tendrá un mayor porcentaje de extracción. es decir... 3ª. se comprueba si la disolución todavía contiene disolvente. y CB es la concentración del mismo en el disolvente B: . A la relación que guardan las concentraciones de soluto de cada disolvente se le denomina coeficiente de distribución. líquido-líquido.Dónde: xn = gramos remanentes del soluto x Vw = mL de fase acuosa Vo = mL de Fase Orgánica K = Constante de Reparto a = gramos iniciales del soluto x n = número consecutivo de extracciones (Nota: esta ecuación es válida solamente si las porciones son iguales Tipos de extracciones: Hay tres tipos de extracciones: 1ª.Múltiple.Simple. el compuesto se encuentra disuelto en un disolvente A y para extraerlo se emplea un disolvente B. en la extracción múltiple vamos decantando poco a poco el volumen de B con respecto al de A. consistiendo en calentar sustancias sólidas que pasan directamente al estado de vapor y de nuevo al condensarse los vapores pasan a la forma sólida. Ley de reparto: Cuando la extracción se realiza con dos líquidos. Este método se emplea para la separación y purificación de sustancias. Al terminar la extracción.Sublimación. 2ª. Por el contrario. tenemos que: De lo que se deduce que es mejor dividir el disolvente extractor B en varias porciones. en lugar de hacerlo de una sola extracción. Para un caso general. Después de una extracción la concentración de S en A y en B será: Con lo que según la relación anterior entre CA y CB. la fórmula que expresa un proceso de extracción se deduce suponiendo que: S: gramos de soluto en A. X: gramos de soluto extraído. 3) Diagrama de flujo: Extracción simple: . VB: volumen de B. VA: volumen de A.K es el coeficiente de distribución. 2. 4. Agregar 15ml. Determinar la densidad de la solución del rojo de metilo.1. Tomar 30ml de la solución acuosa de rojo de metilo. de cloroformo a la pera de decantación. . 3. Transferir solamente 15ml a la pera de decantación previamente lavada con agua destilada. 7.5. espera capas se separen. Taparlas y conservarlas para su observación posterior. Tapar la pera invertida sujetando la tapa y abrir la llave y repetir este paso hasta que no aprecie sobre presión en el interior. 6. Por último coloque la pera en su soporte destápela. Recoger la fase clorofórmica (inferior) en un tubo de ensayo y al superior acuosa en un segundo tubo. . Adicionar 5ml. 2.Extracción múltiple: 1. . restante (solución de rojo de metilo) a la pera de decantación. de cloroformo a la pera de decantación repetir los pasos 5 y 6 del experimento anterior. Transferir los 15ml. 4. . Recoger la fase clorofórmica en un tubo de ensayo. Continuar con los pasos descritos en el punto 2 y 3 por dos veces más.3. Reúna los tubos de ensayo y compara la intensidad de la coloración en las dos soluciones clorofórmicas y en las dos acuosas. 4) Cálculos: Simple: Compuesta: .5. Como ejemplo se tiene la separación entre hidrocarburos aromáticos. Dejar la pera en el soporte y con el tapón abierto y esperar hasta que las dos fases se distingan nítidamente . ácido bórico e hidróxido de sodio de soluciones acuosas. se puede concentrar la fragancia o sabor evaporando el disolvente. • La extracción presenta una amplia aplicación en la industria del petróleo para separar alimentaciones líquidas en función de su naturaleza química más que por su peso molecular o la diferencia de volatilidad. • La industria química inorgánica para recuperar compuestos tales como ácido fosfórico. Múltiple: • Este proceso en mas aproximado que el experimento anterior ya que se realizo tres veces el procedimiento. 6) Conclusiones: Simple: • Este proceso es otra opción para obtener un componente de dicha solución ya que el laboratorio uno fue algo similar pero con procesos de evaporación y destilación. 7) Recomendaciones: Simple: Verificar que la pera de decantación este limpia y seca Aflojar el tapón para evitar la sobrepresión en el interior del pera. el disolvente se recupera y se vuelve a utilizar una y otra vez. En un proceso de extracción con disolventes bien diseñado. anilina o compuestos nitrogenados de las aguas de desecho. ya que constituyen una fuente contaminante.5) Aplicación a la especialidad: • Un disolvente puede extraer una fragancia o sabor de una planta o sustancia animal. Volver a agitar y abrir ligeramente el tapón. Una vez disuelta. • Recuperación de productos sensibles al calor. • Recuperación de compuestos aromáticos como fenol. alifáticos y nafténicos. El cloroformo es nocivo por inhalación. El vapor tiene propiedades anestésicas y al inhalarlo a concentraciones superiores al Límite de Exposición Ocupacional puede causar dolor de cabeza. falta de coordinación y pérdida de la consciencia. Tener cuidado en la extracción simple pues. Abrir la llave y recoger lentamente la fase más densa hasta observar que la interfase se acerca a la llave. . Múltiple: Agitar con cuidado dado que un descuido echaría a perder la experiencia. Exposiciones muy altas pueden desencadenar un ritmo cardíaco anormal y resultar fatales de una forma imprevista. se utilizó como solvente orgánico el cloroformo. es un solvente que no es inflamable. pero si toxico y puede formar emulsiones. Puede causar daño al hígado y a los riñones. Tomar las muestras de solución de rojo de metilo y cloroformo si es posible en recipientes diferentes y no devolver lo sobrante al contenedor ya que se podría contaminar la muestra central. vértigo. fatiga. cuyo punto de ebullición es de 61ºC. con bajo punto de ebullición para facilitar su eliminación. ¿Cuál es la diferencia que existe al usar el tetracloruro de carbono y explique en cuál de ellos la extracción es mejor? ¿Por qué? Teniendo en cuenta la solubilidad existente entre el cloruro de carbono y el agua (0. Debe ser estable en las condiciones de extracción (en nuestro caso a las condiciones de laboratorio). Cuando el dióxido de carbono se somete a . Metanol. solventes. y que no sea reactivo con ninguno de los componentes del sistema. -Refinería de petróleo desechado. Los fabricantes. -Tetracloruro de carbono. como en la industria de los perfumes y de la limpieza en seco. de acuerdo a esta moción para cuántas extracciones el rendimiento sería el 100%. al que posteriormente se le introduce dióxido de carbono para aumentar la presión. talque lo puede extraer más fácilmente. -Cloroformo. metales. no debe formar una mezcla homogénea con la otra fase (inmiscible).Tolueno -Trietil amina.1 g/ 100 ml a 20ºC) y haciéndole una comparación con la solubilidad del cloroformo en agua (0. -Éter etílico. -Extracción con dióxido de carbono. reciclan regularmente los solventes que usan en sus procesos de fabricación. -La extracción con solventes se usa comúnmente en las operaciones cotidianas de La industria manufacturera. bifenilos policlorados. Sería el número de veces necesario en el cual se pueda observar una separación más pura entre las soluciones. extracción de contaminantes como: Compuestos orgánicos volátiles. hidrocarburos poliaromáticos.8 g/ 100 ml a 20ºC).Cuestionario 1. 3. -Acetona. alta capacidad de solvatación hacia la sustancia que se va a extraer. . Se dice que al aumentar el número de extracciones el rendimiento de la extracción aumenta. ¿Cuáles son los requisitos que debe reunir un disolvente para realizar una buena extracción? .Enumera algunos disolventes. Consiste en colocar las plantas en un tanque de acero inoxidable. 4. Etanol (No son útiles con el agua) 2. Vemos que el CCl4 no es muy soluble en agua y por tanto su relación con el rojo de metilo es mayor. Enumere 5 aplicaciones de la extracción en la industria. -En la industria del aceite y grasas. vaso de precipitado. química. etc. 6.7% de aceite residual en la materia prima. ¿Cuántas son las normas de higiene y seguridad ambiental que se debe tener en cuenta en la realización de esta práctica de laboratorio extracción de rojo metilo? -Para nuestra protección.5%al 0. bureta. -No consumir alimentos o bebidas durante el experimento. Después. que son los responsables de la gran mayoría de los colores amarillos. pera de decantación. Y al no estar en estas condiciones se perdería rendimiento. soporte. pipeta. ¿Por qué hay que eliminar la sobrepresión? Debemos de eliminar la sobrepresión porque el experimento lo debemos de efectuar a condiciones Standard. Con el método de extracción con disolventes se recupera casi todo el aceite y deja tras de sí solo el 0. -Industrias del ramo farmacéutico. y también de los colores anaranjados de varios alimentos animales. la presión disminuye y el dióxido de carbono vuelve al estado gaseoso sin dejar ningún tipo de señal. sean tubos de ensayo. 5. -Mantener el ambiente de trabajo bien ventilado e iluminado en todo momento. -Conservar los compuestos químicos en lugares aislados a la elevada temperatura. La extracción por solventes es un proceso que implica la extracción de aceite de los materiales que lo contienen mediante el tratamiento con disolventes. La extracción de carotenoides. medicina. usar correctamente los materiales de laboratorio. a la radiación. alimentos. En el método de extracción. biología. -Evitar inhalar los compuestos químicos dados. actuando como un solvente que permite extraer los aceites esenciales de las plantas. anaranjados o rojos presentes en los alimentos vegetales.altas presiones. se licua. -Limpiar correctamente los materiales antes de ser utilizados. . -Evitar el contacto directo con los compuestos químicos.