SEPARACIÓN DE UNA MEZCLA ÁCIDO, BASE Y COMPUESTO NEUTRO

Introducción

La extracción liquida, llamada algunas veces extracción con disolventes, consiste en la separación de los componentes de una solución liquida por contacto con otro liquido inmiscible (Valler. 2009).

En contraste con una extracción solido- líquido, una extracción de dos compuestos líquidos es relativamente más extensa (Weissermel & Arpe, 1981).

Esta involucra dos fases el disolvente que se encuentra en mayor proporción y el soluto cuya concentración es menor en la mezcla, al

separar dos líquidos es necesario que estos tengan una diferencia en la polaridad, por lo

que generalmente se utiliza agua y algún compuesto más no polar (Ball, 2004).

Como disolvente no polar se utilizan compuestos aromaticos, es necesario que estos sean afines con la sustancia a separar para poder trasladarla a esta ase orgánica.

Los aromáticos de una mezcla se pueden separan simultáneamente y de concentraciones muy diferentes, ya que en este tipo de separación el disolvente debe ser tan polar que en todos los pasos el sistema este constituido por dos fases para hacer su extracción y que permita su separación (Weissermel & Arpe, 1981).

Si las sustancias que constituyen la solución original se distribuyen de manera distinta entre ambas fases liquidas, es posible lograr cierto grado de separación que puede aumentarse mediante el uso d múltiples contactos múltiples o su equivalente en la forma de la absorción de gases y la destilación (Valler. 2009).

Las aplicaciones de la extracción líquida se clasifican en varias categorías: aquellas aplicaciones en que la extracción esta en competencia directa con otros métodos de separación y aquellas aplicaciones en que es el único método adecuado (Valler. 2009).

En la primera, se toman en cuenta los factores económicos, dado que destilación y la evaporación son métodos directos de separación; los productos obtenidos están formados básicamente de sustancias puras lo que favorece este factor (Valler. 2009).

En dos líquidos parcialmente miscibles entre sí, al agregar una tercera sustancia a esta mezcla liquida de dos fases, esta se distribuye según su solubilidad relativa en cada fase, es decir, si suponemos que A y S son dos líquidos casi inmiscibles y B es un soluto distribuido entre las fases de una mezcla A-S. El coeficiente de distribución (llamado también razón de partición) del componente B, es la proporción de fracción másica de B en la Fase S respecto de la fase A. (Brown, et.al, 2004) Esto se expresa por:

La constante de distribución es un indicador de la eficiencia de la extracción, entre mayor sea su valor, mayor es la eficiencia de la misma. La cantidad de extracciones necesarias para separar un compuesto depende del valor de la constante de reparto. Si el valor de la constante está entre 1 y 10 es necesario hacer extracciones múltiples, y si es mayor a este valor, solo es necesario realizar una extracción. (Coy & Roa, 2012).

Por su parte un acido de Bronsted y Lowry es un compuesto que puede donar un ion hidrogeno, y una base es el compuesto capaz de aceptarlo, en equilibrios ácido – base, un ión hidrogeno se transfiere de un ácido a una base, este desplazamiento genera una base conjugada, mientras tanto la base se comportan tanto como aceptor de protones o donador de electrones y produce el ácido conjugado (Johll, 2008).

La constante de acidez de una sustancia está dada por diferentes factores tales como: electronegatividad, energías de enlace, efecto inductivo, efectos estéricos, hibridación, extracción ácido – base (Coy & Roa, 2012).

La sublimación es el proceso que consiste en cambiar el estado sólido de una materia al estado gaseoso, sin pasar por el estado líquido. El concepto también permite nombrar al proceso inverso (el pase directo entre el estado gaseoso y el estado sólido), aunque es más habitual que se hable de sublimación inversa o cristalización. (Brown, et.al, 2009).

Esta práctica tiene por entiender los principios involucrados en las separaciones de compuestos basadas en sus características ácido-base, en las extracciónes líquido-líquido, secado de disoluciones orgánicas, recristalización y sublimación.

Procedimiento

En esta práctica se realizó el procedimiento predicho por Roa & Coy, 2012, sin embargo, se utilizó alcanfor en lugar de naftalina.

Resultados

Cuadro 1. Ámbitos de fusión de los tres compuestos extraídos

Sustancia Ámbito de fusión experimental Ámbito de fusión reportado por literatura

p-cloroanilina

66-68 °C 69-73 °C

Ácido Benzoico

125-132 °C 121-123 °C

Alcanfor 105-118 °C 174° C

a. b. c.

Figura 1. Estructura de los tres compuestos extraídos de la mezcla: a. p-cloroanilina, b. Ácido Benzoico, c. Alcanfor.

Cuadro 2. Masa (g) obtenida de la cristalización de las tres sustancias extraídas

Sustancia Masa (g) obtenida de los cristales

p-cloroanilina

0.01

Ácido Benzoico

0.02

Alcanfor

0.03

a. b. c.

Figura 2. Compuestos utilizados como disolventes: a. Hidróxido de sodio, b. Ácido Clorhídrico, c. Hexano.

Discusión

Como se puede observar en la figura 1 la p-cloroanilina

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