Cultivos Lácticos

PRÁCTICA NO. 1

EXTRACCIÓN ÁCIDO- BASE

INTRODUCCIÓN

La extracción es una técnica de separación y purificación para aislar una sustancia de una mezcla sólida o líquida en la que se encuentra, mediante el uso de un disolvente. Cuando se utiliza un disolvente orgánico el soluto se extrae por un proceso de distribución. Cuando una sustancia está en contacto con dos fases líquidas, inmiscibles entre sí, se establece un equilibrio de distribución de la misma entre dichas fases.

En la extracción líquido- líquido, el compuesto se encuentra disuelto en un disolvente A y para extraerlo se usa un disolvente B, inmiscible en el primero. Cuando se usa un embudo de separación, las dos fases A y B se agitan entre sí, con lo que el compuesto se distribuye entre las dos fases de acuerdo con sus solubilidades en cada uno de los dos líquidos. Cuando las dos fases se separan en dos capas, se dará un equilibrio tal entre la concentración del soluto en cada capa, a una temperatura dada, que la razón de la concentración del soluto en cada capa viene dado por una constante, llamada coeficiente de distribución o de partición, K que es entonces definido por:

K=CA/CB;

Donde, CA es la concentración en gramos por litro del compuesto en el disolvente A y CB es la concentración del mismo en el disolvente B (a una temperatura dada).

La extracción ácido-base se emplea para separar mezclas de compuestos orgánicos en función de la acidez, de la basicidad o de la neutralidad de éstos.

Los compuestos iónicos son más solubles en agua que los compuestos covalentes, y éstos, son más solubles en disolventes orgánicos. Por lo tanto se puede definir, entonces, a la extracción, como la separación de un componente (del seno de una mezcla), por acción de un solvente que lo disuelve selectivamente.

Objetivo:

Realizamos una extracción liquido-liquido para purificar compuestos orgánicos, la separación se llevo acabo conociendo los pKa de los grupos ionizables de los compuestos y modificando los pH se realizo una extracción selectiva.

PROCEDIMIENTO

-EXTRACCIÓN

-IDENTIFICACIÓN

Cromatografía en capa fina

RESULTADOS

Completar la siguiente tabla de resultados

Muestra Fenol Ac. Benzóico Extracto 1 Extracto 2 Extracto 3

Rf 0.914 0.856 0.914 - 0.828

Frente del Eluyente: 3.5 cm E1: 3.2cm

Ac. Benzóico: 3 cm E2:-

Fenol: 3.2 cm E3: 2.9cm

CUESTIONARIO

COEFICIENTE DE PARTICIÓN

Para el proceso de extracción se aplica la llamada Ley de Distribución o Ley de Partición, que establece que: "si a un sistema de dos fases líquidas inmiscibles o muy poco miscibles, se le agrega una cantidad de un tercer componente, soluble en ambas fases, éste se distribuirá en cada fase, de tal forma que el cociente que resulta de dividir las concentraciones logradas en cada fase será una constante, que sólo dependerá de la temperatura."

Si CA y CB son las concentraciones de la sustancia en las fases líquidas A y B, entonces, a una dada temperatura, se cumple que:

C_A/C_B =K_d; Kd es el llamado coeficiente de partición o distribución

Una aproximación al valor de Kd estaría dada por la razón de los valores de solubilidad que presenta la sustancia en cada uno de los solventes.

Por ejemplo: a 25°C la solubilidad del ácido acetilsalicílico (aspirina) es 4,27 g/100 ml de éter etílico, y 1,22 g/100 ml de agua. Cuando se agrega aspirina sólida (pulverizada) a una mezcla de iguales volúmenes de agua y éter etílico, la concentración de aspirina en el éter será, aproximadamente 3,5 veces mayor que en la fase acuosa:

K_d=(masa/(100mL de éter))/(masa/(100mL de éter))=4.27/1.22=3.5=〖K_d〗_agua^eter

EXTRACCIÓN MULTIPLE

Si el valor del coeficiente de reparto K es elevado (> 100), con una sola extracción se puede pasar prácticamente todo el soluto a la fase orgánica. La extracción simple podría resultar incompleta pues parte del componente a extraer quedaría en la disolución acuosa.

Entonces la extracción liquido-liquido el compuesto se encuentra disuelto en un disolvente A y para extraerlo se usa un disolvente B, inmiscible en el primero. Cuando se usa un embudo de separación, las dos fases A y B se agitan entre sí, con lo que el compuesto se distribuye entre las dos fases de acuerdo con sus solubilidades en cada uno de los dos líquidos. Pero el disolvente B se divide en porciones iguales para hacer extracciones sucesivas la extracción múltiple es combinar varias etapas de extracción sencilla y así ir enriqueciendo el producto deseado.

Por lo tanto un cierto volumen de disolvente orgánico, es más eficiente dividirlo en porciones y realizar varias extracciones que realizar una única extracción simple utilizando todo el disolvente.

El rendimiento mayor de la extracción múltiple es una consecuencia termodinámica de los equilibrios consecutivos. La extracción múltiple viene dada por la siguiente ecuación:

∝_aq=[1/(1+k V_org/V_aq )]^n

Donde: ∝=fracción de soluto que permanece en la disolución acuosa

n= no. de extracciones

k= coeficiente de partición

Vorg= volumen total de la fase orgánica

Vaq= volumen total de la fase acuosa

CARACTERÍSTICAS DE DISOLVENTES

No tóxico

Barato (depende de la eficiencia).

Fácil de recuperar. (Bajo punto de ebullición)

Afinidad por el soluto / Mezcla.

Inmiscible en el líquido portador

Poseer una densidad distinta de la alimentación para que separación de fases sea sencilla.

Los compuestos orgánicos son generalmente más solubles en solventes orgánicos que en agua y, por lo tanto, pueden extraerse de soluciones acuosas.

La elección del solvente de extracción también depende de la solubilidad del compuesto a extraer, de la volatilidad y de la inflamabilidad. Nuevamente aplicamos la regla que dice "lo similar disuelve lo similar. Cuanto mayor sea la afinidad de la muestra orgánica por el solvente de extracción elegido, más fácilmente se extraerá. Si la solubilidad del compuesto en agua es grande, se puede recurrir al efecto "salting out" Esto es por agregado de electrolitos a la fase acuosa, se aumentará la fuerza iónica de la misma, haciendo descender el valor de la solubilidad de la muestra

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