Transferencia de Masa y sus Aplicaciones

 Extracción

1.  Definición

Extracción

La extracción es una técnica para separar y purificar un compuesto basada en la transferencia selectiva de un compuesto de una mezcla sólida o líquida a una fase líquida (generalmente un solvente orgánico). El éxito de la técnica depende principalmente de la diferencia de solubilidad del solvente de extracción, el compuesto deseado y otros compuestos presentes en la mezcla original.

Se emplea para el aislamiento de sustancias disueltas en soluciones o en mezclas sólidas o también para remover impurezas solubles en mezclas de compuestos. Constituye una de las técnicas de separación más utilizada en el laboratorio químico.

Definimos EXTRACCIÓN como la separación de un componente en el seno de una mezcla por la acción de un solvente, selectivamente. (Pochteca, 2020)

El intercambio de uno o más componentes entre diferentes fases, es decir, la transferencia de una o más sustancias de una fase a otra, se denomina transferencia de masa.

Un ejemplo de separación por transferencia de masa es la extracción de una sustancia de un sólido disolviéndola en un líquido. (Arqhys, 2011)

2.    Esquema 

Extractore Columna Scheibel

3. Clasificación

Tipos de extracción

Según el solvente

Podemos hallar 2 tipos de extracción dependiendo del solvente utilizado.

Extracción con solvente inerte: Cuando el solvente no altera la estructura del compuesto a extraer. 

Extracción con solvente activo: Cuando el solvente genera reacciones reversibles del tipo ácido-base.

Extracción con solvente inerte: Los compuestos orgánicos son generalmente más solubles en solventes orgánicos que en agua, de modo que pueden extraerse de sus soluciones acuosas, usando solventes orgánicos no miscibles con el agua

Extracción continua: En algunas ocasiones se encuentran que hay sustancias que no se pueden extraer de sus soluciones acuosas aún después de intentar con efecto salino. En este caso se utiliza un aparato de extracción continua en vez de ampolla de decantación.

Extracción con solvente activo: Para separar una mezcla, se puede emplear una extracción con solventes activos. Un solvente activo, produce alguna transformación en los componentes de la mezcla a separar, esto es, que reaccione químicamente con uno o varios componentes de la mezcla disuelta en un solvente dado. Esta reacción química debe poseer la característica de ser fácilmente reversible, de manera de regenerar los componentes originales. Los solventes activos que se emplean son: soluciones de ácidos o de bases, que reaccionan químicamente con los componentes básicos o ácidos de la mezcla respectivamente, formando sales, solubles en medio acuoso como se muestra en el siguiente esquema de reacción.

 4. Aplicación en la Industria

La implantación de la operación de extracción líquido-líquido a gran escala en procesos industriales fue más tardía que el resto de operaciones, destilación y absorción. Sin embargo la importancia del proceso de extracción líquido-líquido ha ido en aumento debido a la creciente demanda de productos sensibles a la temperatura, mayores requerimientos de pureza, equipos más eficientes y la disponibilidad de disolventes más selectivos.

Por otro lado, se suele preferir la aplicación del proceso de extracción a la destilación en los siguientes casos:

•   Sí existen sustancias inorgánicas complejas disueltas en soluciones orgánicas o acuosas.
•     Sí es preciso retener un componente que se encuentra en una concentración muy pequeña en la recuperación de sustancias sensibles a la temperatura.
•      Sí la separación se basa más en la naturaleza de las sustancias que en su distinta volatilidad.
•       Sí la mezcla posee puntos de ebullición o de fusión muy próximos.
•           Sí la mezcla presenta azeótropos.

La extracción líquido-líquido 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. Como ejemplo se tiene la separación entre hidrocarburos aromáticos, alifáticos y nafténicos.

Otras aplicaciones se pueden encontrar en:

• La industria bioquímica como la separación de antibióticos y la recuperación de proteínas de sustratos naturales.

•       La extracción de metales como la recuperación del cobre de soluciones amoniacales y separaciones de metales poco usuales y de isótopos radiactivos en elementos combustibles gastados.

•      La industria química inorgánica para recuperar compuestos tales como ácido fosfórico, ácido bórico e hidróxido de sodio de soluciones acuosas.
  

·         Recuperación de compuestos aromáticos como fenol, anilina o compuestos nitrogenados de las aguas de desecho, ya que constituyen una fuente contaminante.

·         Recuperación de productos sensibles al calor

·         Recuperación de compuestos orgánicos del agua como formaldehido, ácido fórmico y ácido acético. (Diquima, 2022)

5. Bibliografía

Arqhys. (Abril de 2011). Portal de arquitectura Arqhys. Obtenido de https://www.arqhys.com/general/que-es-la-extraccion.html

Diquima. (12 de Julio de 2022). Diquima.UPM. Obtenido de http://www.diquima.upm.es/old_diquima/Investigacion/proyectos/chevic/catalogo/COLUMNAS/Aplic3.htm#:~:text=La%20extracci%C3%B3n%20l%C3%ADquido%2Dl%C3%ADquido%20presenta,hidrocarburos%20arom%C3%A1ticos%2C%20alif%C3%A1ticos%20y%20naft%C3%A9nicos.

ochteca. (2020). Ingeniería Química, UNLP. Obtenido de https://mexico.pochteca.net/que-es-y-en-que-consiste-la-extraccion-por-solventes/

Link del Vídeo 

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https://drive.google.com/file/d/1Sp-HaNPN1rNOXzLTNKuJkblfu_r5PEdW/view?usp=sharing

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