Extracţie

Extracția (din lat.  extraho - I extract ) este extracția unei substanțe dintr -o soluție sau un amestec uscat cu ajutorul unui solvent (extractant), care practic nu se amestecă cu amestecul inițial.

Extracția poate fi unică (singlă sau multiplă) sau continuă ( percolare ).

Cea mai simplă metodă de extracție dintr-o soluție este o spălare simplă sau multiplă cu un extractant într-o pâlnie de separare. Pâlnia de separare este un vas cu dop și robinet pentru scurgerea stratului inferior de lichid. Pentru extracția continuă se folosesc dispozitive speciale - extractoare sau percolatoare.

Pentru a extrage o substanță individuală sau un amestec specific ( extract ) din produse uscate în laboratoare, extracția continuă Soxhlet este utilizată pe scară largă .

În practica de laborator a sintezei chimice, extracția poate fi utilizată pentru a izola o substanță pură dintr-un amestec de reacție sau pentru a îndepărta continuu unul dintre produsele de reacție dintr-un amestec de reacție în timpul sintezei.

Extracția este utilizată în industria chimică, rafinarea petrolului, alimentară, metalurgică, farmaceutică și în alte industrii, în chimia analitică și sinteza chimică .

Extracție lichidă

Principiul

Extracția lichidă este procesul de transfer al uneia sau mai multor substanțe dizolvate dintr-o fază lichidă în alta ( extractant ), care este practic insolubil sau parțial solubil în prima, dar dizolvă aceste substanțe. Soluția apoasă inițială care conține substanța distribuită dizolvată în ea este în contact direct cu extractantul. În urma interacțiunii, se formează două faze: un extract - o fază organică separată îmbogățită cu substanța distribuită și un rafinat - o fază apoasă care practic nu conține o substanță distribuită.

Extractantul este de obicei o soluție a reactivului într-un diluant. Un reactiv este o substanță care interacționează cu substanța distribuită și determină procesul de extracție. Diluant - un solvent organic inert care îmbunătățește proprietățile fizice sau de extracție ale extractantului. În unele cazuri, se folosește extracția cu solvenți inerți, de exemplu, în cazul extracției compușilor nesolvați coordonator.

Clasificarea proceselor de extracție

Există mai multe abordări ale clasificării metodelor de extracție cu solvenți, bazate atât pe metoda de implementare a procesului, cât și pe tipul de extractant utilizat.

Clasificare L. M. Gindin
  1. Extracția prin mecanismul distribuției fizice, în timp ce nu există nicio modificare în compoziția compusului extras.
  2. Extracția prin schimb cationic. Sunt utilizați extractanți acizi, cum ar fi acizii carboxilici , ionii metalici sunt extrași ca cationi, cum ar fi complecși amino sau complexe acvatice .
  3. extracția prin schimb anionic. Sunt utilizați extractanți de bază, de exemplu săruri de amoniu cuaternar , ionii metalici sunt extrași ca anioni.
  4. extragerea coordonării. Extracția ionilor metalici se realizează sub formă de compuși intracomplex .
  5. Extracția compușilor heteropoli.
Clasificarea lui A. N. Rosen

Clasificarea se bazează pe natura disocierii extractabilului în fazele apoase și organice:

  1. Electrolitul din faza apoasă este neelectrolitul din faza organică.
  2. Electrolitul din faza apoasă este electrolitul din faza organică. În acest caz, faza organică ar trebui să aibă o constantă dielectrică ridicată.
  3. Non-electrolit în faza apoasă - non-electrolit în faza organică.
Clasificare de Yu. A. Zolotov și N. M. Kuzmin

1. Extracția compușilor neionizați:

  1. Extracția halogenurilor moleculare nesolvatate coordonator (I 2 , SnI 4 , SeBr 4 ) cu solvenți inerți (benzen, tetraclorură de carbon).
  2. Extracția compușilor intracomplex ( chelați ) cu extractanți acizi.
  3. Extracția complecșilor neutri solvați coordonator. Extractantul în acest caz face parte din compusul extras.

2. Extracția compușilor ionizați:

  1. Extracția acizilor metalici complecși (de exemplu H[FeCl 4 ]).
  2. Extracția sărurilor nesolvatate coordonator cu cationi și anioni voluminosi.
  3. Extragerea acizilor tari.
  4. Extracția compușilor heteropoli.

Aplicații ale extracției lichide

În chimia analitică, extracția lichidă este utilizată pentru concentrarea microimpurităților și izolarea substanțelor organice și anorganice în scopul determinării lor cantitative ulterioare prin diferite metode (spectrofotometrice, cromatografice și altele). Extracția lichidelor este utilizată pe scară largă în studiile de mediu și în controlul calității în laborator a diferitelor produse.

În industrie, extracția lichidă este utilizată ca metodă pentru izolarea produselor țintă ai sintezei organice din masa de reacție, precum și pentru obținerea metalelor neferoase și pământurilor rare din materii prime naturale.

Extracția lichidelor este, de asemenea, o metodă de cercetare. Este folosit pentru a studia compoziția, stabilitatea și alte caracteristici ale compușilor complecși ai ionilor metalici în soluții.

Ecuația Nernst

Extracția se bazează pe legea separării: îndepărtarea unei substanțe dintr-o soluție este cu atât mai completă, cu atât coeficientul său de distribuție diferă de unitate.

, unde a1 și a2 sunt activitățile substanței dizolvate în prima și a doua soluție. Această ecuație se numește legea distribuției Nernst și stă la baza metodei de extracție: raportul activităților de echilibru ale celei de-a treia componente din două lichide reciproc insolubile este o constantă la o temperatură constantă și se numește constantă de distribuție termodinamică .


Literatură

 Metode de separare chimică