Procesul de extracție lichid-lichid

Extracția este operația unitară de separare a componenților dintr-un amestec omogen solid sau lichid , pe baza dinferenței dintre solubilitatea acestora întru-un solvent selectiv, numit extragent. Dacă amestecul inițial este solid,operațiunea este numită extracție solid-lichid, iar dacă amestecul inițial este lichid, operațiunea se numește extracție lichid-lichid.

Extracția este operațiunea de separe și purificarea a componentelor dintr-un amestec omogen sau eterogen prin dizolvarea selectivă ân diferiți solvenți, în funcție de solubilitatea substanțelor. În prezent, extracția cu solvenți și cromatografia sunt cele mai utilizate tehnici de separare.

Dupa natura amestecului inițial (solid, lichid) supus extracției, operația poate fi:

-extracție solid-lichid (de exemplu extracția cu alcool etilic sau cu apa a produselor vegetale pentru obținerea unor medicamente, extracția cu apa a zaharului de sfecla etc);

-extracția lichid-lichid (de exemplu extracția uleiurilor minerale și vegetale cu furfurol, recuperarea și concentrarea substanțelor organice din diverese soluții).

SEPARAREA ŞI CONCENTRAREA PRIN EXTRACŢIE LICHID / LICHID.

Problematica generală a extracţiei lichid – lichid

În practica analitică, metodele de separare şi concentrare prin extracţie lichid-lichid, ca şi celelalte metode de separare, au douăobiective principale:

-eliminarea din probe de lucru acomponenţilor interferenţi – în acest caz separarea conduce la o creştere semnificativă a selectivităţii metodelor de analiză;

-preconcentrarea analitului (cu sau fără eliminarea simultană a interferenţelor) din proba de analizat până la valori ale concentraţiei mai mari decât limita de detecţie a metodei de determinare.

Extracţia lichid-lichid presupune transferul unei substanţe dizolvate într-un solvent în altsolvent nemiscibil (sau parţial miscibil) cu primul. Componenţii care participă la distribuţia interfazică manifestă preferinţe pentru unul dintre solvenţi, ceea ce imprimă procesului de transfer interfazic o anumită selectivitate. Starea finală a procesului de extracţie, corespunzătoare echilibrului se numeşte repartiţie sau distribuţie lichid-lichid, iar substanţa chimică a cărei distribuţie se studiază–distribuent sau solut (în sens general,analit )

Noţiunea de „extracţie cu solvenţi ” se referă cu precădere la procesele în care transferul substanţei dizolvate se realizează între două faze ale unui sistem lichid-lichid, format de obicei din

-o fază apoasă– reprezentată printr-o soluţie de electrolit, care conţine de cele mai multeori substanţa supusă extracţiei;

-o fază organică– reprezentată printr-un solvent organic sau un amestec al unui agent deextracţie cu un diluant adecvat.

Este una dintre cele mai vechi tehnici de separare, cu cele mai multe aplicaţii analitice. Aceasta presupune două lichide nemiscibile, între care speciile chimice se distribuie conform afinităţii (solubilităţii) lor faţă de ele. In cele mai multe situaţii, una dintre faze este apoasă sau parţial apoasă. Operaţia mecanică prin care contactul dintre cele două faze este amplificat se numeşte agitare. In funcţie de scopul urmărit, analiţii de interes vor fi urmăriţi în una dintre faze. Dacă se urmăreşte selectivitatea separării în raport cu toţi analiţii, atunci unii analiţi vor fi urmăriţi în faza apoasă, iar alţii în faza organică.

Extracţia lichid-lichid poate fi discutată din punctul de vedere al sistemului heterogen sau din punct de vedere al analiţilor care fac obiectul unui proces de extracţie LLE. Analiţii care sunt implicaţi în extracţiile lichid-lichid pot fi molecule organice (cu sau fără grupări funcţionale disociabile), molecule anorganice, complecşi ai ionilor metalici cu liganzi, perechi de ioni, asociaţii moleculare, etc. De aceea, extracţia lichid-lichid poate fi însoţită sau nu de reacţii chimice secundare (derivatizare cu unul sau mai mulţi reactivi, complexare, hidroliză, asociere în perechi ionice).

O primă clasificare este în funcţie de densitatea (ρ) a fazei organice (o) în comparaţie cu cea apoasă (aq): stratul organic se poate situa deasupra (ρo < ρaq) sau dedesubtul (ρo > ρaq) stratului apos.

In funcţie de procedeul experimental, extracţiile lichid-lichid pot fi:

- simple, efectuate în una sau mai multe etape (extracţii repetate); atunci când randamentul de extracţie este mic, faza în care se găsesc analiţii de interes este supusă unei noi operaţii de extracţie, în final cumulându-se volumele de extractant;

- complexe, prin care extracţia este combinată cu alte operaţii analitice, cum ar fi distilarea, vaporizarea, centrifugarea; de asemenea, membranele lichide se bazează, în principiu, pe trei faze lichide nemiscibile; unele procedee de derivatizare chimică sunt bazate pe reacţii chimice care au loc la interfaţa dintre cele două straturi nemiscibile;

- efectuate în varianta statică sau dinamică (în care fazele sunt în mişcare, ce poate fi în aceiaşi direcţie sau în contra-curent);

- bazate pe un volum de extractant de la ordinul sutelor de mL până la extracţii într-o singură picătură de extractant (micro-extracţie), suspendată de capătul acului unei seringi.

Termenul de "extracţie sinergetică" a fost introdus de Coleman. Pentru prima dată, fenomenul de sinergism a fost observat de Cunningham, care a observat că la extracţia cu un amestec de tenoiltrifluoracetonă şi tributilfosfat (dizolvate în benzen), a nitraţilor pământurilor rare din soluţii saturate de acid azotic, se obţine un coeficient de distribuţie mult mai mare faţă de suma coeficienţilor de distribuţie obţinuţi atunci când pentru extracţie se foloseşte numai unul din cei doi extractanţi.[46]