Tecniche separative

TECNICHE SEPARATIVE

L'obiettivo della chimica analitica è di quantificare e qualificare la materia. Le tecniche qualitative e quantitative devono però essere precedute da tecniche separative, perché bisogna ridurre il fenomeno della interferenza. Quindi separare la sostanza da noi interessante. Queste tecniche sfruttano la ripartizione di analiti tra due fasi immiscibili. Quando si lavora con due solventi che non si mescolano. Le tecniche basate su questo principio sono:

• ESTRAZIONE CON SOLVENTI
• CROMATOGRAFIA
• ELETTROFORESI

ESTRAZIONE CON SOLVENTI

L'intento è quello di trasferire l'analita o i contaminanti in un solvente immiscibile con il primo. Infatti la soluzione contenente l'analita oltre mezzo, è a contatto con un secondo solvente immiscibile con il primo. L'analita si ripartisce poi tra le due fasi secondo la legge di distribuzione di Nernst (il caluto si ripartisce tra i due solventi in modo che la concentrazione nella due fasi è costante). Costa de ma, significa che le concentrazioni si identifichino le modalità con le quali possiamo operare vanno diverse a seconda della costante di distribuzione. Prima di avere la ripartizione, devo però mettere a contatto i solventi tra loro e questa operazione è chiamato conc. dilineamento.

All'inizio del contatto l'analita comincia a passare nell'altro solvente e la sua concentrazione diminuisce nel primo solvente e aumenta nel fino a quando arriva al punto di equilibrio in cui le concentrazioni tra i due solventi misciorno costanti.

S_(aq) ⇌ S_(og) Questo equilibrio è legato alla costante di distribuzione K_d.

K_d = aS_(org) / aS_(aq) per soluzioni diluite ---- K_d = [S]_org / [S]_aq

Il K_d è un valore costante a temperatura costante e dipende da:

• temperatura
• natura del soluto
• natura dei solventi 1 e 2

Non dipende dalla quantità totale del soluto.

Durante l'estrazione però alcuni solutori possono modificare la loro strutturatura e anche dei fenomeni di complomerazione, associazione, dissociazione ecc...

HX_(aq) ⇌ HX_(etero) HX ⇌ H⁺ + X^-_(aq) K_d = [HX]_e / [HX]_aq

Siccome HX si dissocia in acqua più di il K_d, devo considerare D, cioè il rapporto di distribuzione.

D = [HX]_e / ([HX]_e + [X]_e), RAPP DI DISTRIBUZ.

In generale D = Σ[S]₂ / Σ[S]₁

Quindi, si tiene conto della varie frazioni in cui la specie S è presente in una determinata fase; se S non sta un luogo ma un processo KD = D.

Nel caso di acidi e basi D è influenzato dal pH e dello K di dissociazione (es HX) infatti:

D = K_d / 1 + K_a / [H₃O_+]

Per estrarre un acido in acqua il pH deve essere alto. Se infatti mantengo il pH alto, la specie HX tende a dissiociarsi del tutto e quindi posso ottenere tutto X^-.

D = Σ[S]_org / Σ [ ].

EFFICIENZA DI ESTRAZIONE: qual è la quantità frazione di soluto che lascia il solvente 1 per passare nel solvente 2 per ogni atto estrattivo? C'è una formula che ci permetta di trovare questo.

viene ripetutamente in contatto con porzioni fresche dello stesso soluto.

Ho una soluzione acquosa con la sostanza da estrarre, sotto c'è il sol-

vente estraente, sopra c'è un refrigerante ad acqua che raffredda. Ci

sono i tubi di affinità che mi permettono il collegamento dei palloni in

abbinato. C'è poi un mantello che riscalda il mio estratte, in T c'è una

camera di estrazione. In questo caso il solvente

estraente è più denso e quindi le gocce vanno ver-

so il basso.

Le mie gocce passano dal basso ver-

so l'alto, fino a quando il volume dell'estratta-

to arriva al sifone per ritornare nel pallone e così si ricomincia.

Estrazione in controcorrente mediante di distribuzione continua

Questa tecnica è la prima modalità di più di trasportare un soluto

da un solvente ad un altro, permette la separazione di sostan-

za per mezzo di tubi, ci sono infatti una serie di tubi estrattori

posti l'uno vicino all'altro e non tutti alimentati per moto conin-

uo due estratti. Questa è chiamata fase potenzialmente paralleli

solvente non si passa, rimane nel suo tubo. Nel tubo metto il

solvente che contiene il soluto A e B. Questo solvente viene agitato