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Capýtulo 1:

 Diluyentes

Junto al reactivo orgánico es importante la elección del diluyente, ya que, además de actuar de portador, puede aumentar la selectividad de la operación.

El diluyente actúa como medio de dilución, teniendo como finalidad disminuir la viscosidad de la fase orgánica y facilitar el contacto entre fases. La elección del disolvente adecuado se hace según sus propiedades y su repercusión en un proceso de extracción. Vamos a verla de acuerdo a la propia técnica de separación y a los solutos que se distribuyen en el proceso de extracción.

Las propiedades y su influencia sobre las técnicas de separación son:

-        Disolver el agente de extracción, tanto en estado libre como en forma de complejo metálico.

-        Tener baja solubilidad en la fase acuosa para evitar, en lo posible, o disminuir las posibles pérdidas por disolución en dicha fase. Esta solubilidad puede venir influenciada por otra variable como es la fuerza iónica de la propia disolución acuosa. Como ejemplo tenemos la acetona, que se hace inmiscible en agua cuando la fuerza iónica es aproximadamente 5M.

-        Mezclarse bien con el agente de extracción, tanto en su estado libre como en su forma de complejo metálico, al objeto de disminuir la viscosidad que influye considerablemente sobre dos factores del proceso de distribución líquido-líquido, como son la agitación y la separación de fases.

-        Estabilidad química en un amplio margen para las condiciones de la operación.

-        Alto punto de inflamación (flash point), para evitar riesgos de incendios. Este ha de estar sobre los 60 ºC. Para ello la presión de vapor del disolvente ha de ser elevada a temperatura ambiente.

-        Baja velocidad de evaporación con el fin de evitar pérdidas por ésta causa.

-        Densidad del orden de 0,8. Esta, a ser posible, ha de ser inferior a la del agua. Con esto favorecemos la separación de fases, disminuyendo la humedad de la fase orgánica tras el proceso de extracción, y se reduce la complejidad de la técnica experimental en un proceso de extracción múltiple.

-        No tener toxicidad para evitar riesgos durante la operación.

En resumen, se tiende a componentes con baja viscosidad, densidad baja, alto punto de inflamación, no toxicidad, alta solubilidad del compuesto órgano-metálico, fácil separación de fases y de bajo coste.

Atendiendo a los solutos que se distribuyen en el proceso de extracción, tenemos que la constante dieléctrica del disolvente condiciona los tipos de soluto a extraer. Cuando se trata de distribuir pares iónicos, es apropiado un disolvente que posea una alta constante dieléctrica, y cuando el disolvente se utiliza como diluyente de agentes de extracción, como compuestos órgano-fosforados, ha de poseer una baja constante dieléctrica.

Generalmente, los disolventes utilizados en la extracción no presentan absorción en la zona visible del espectro, pero si lo hacen en la ultravioleta. Por tanto, cuando se desea determinar un soluto en una fase orgánica por la técnica espectrofotométrica, se debe evitar el solapamiento de las bandas de absorción del propio disolvente con las del soluto en cuestión, especialmente en la ultravioleta. Como ejemplo, podemos citar el hexano como uno de los disolventes más transparentes que se conocen, y las cetonas, que presentan una fuerte absorción, por lo que son inadecuadas en la región ultravioleta.

Además de lo expuesto, a la hora de elegir el diluyente adecuado, interesa prestar especial atención a la relación olifático/aromático, pues afecta a la mayor o menor solubilidad del complejo metálico, lo que a su vez influye en la posición de equilibrio, además de poder afectar a la cinética de extracción.

Contrariamente a lo que se pensaba, los diluyentes no son químicamente inertes, e influyen directamente sobre la actividad de los agentes de extracción presentes en la fase orgánica, con lo que se puede variar el coeficiente de distribución. Así pues, además de influir sobre las propiedades físicas de la fase orgánica que afectan a todo el proceso de transferencia, como son la viscosidad, punto de inflamación y contacto/separación de fases, tenemos su influencia sobre las propiedades químicas, tales como la solubilidad, cinética de extracción y punto de equilibrio de extracción. Tanto los aspectos físicos como los químicos pueden influir en la economía del proceso. Por ejemplo, la mayor o menor facilidad de separación de fases afecta al área del decantador, lo que influye sobre los costes de construcción del mismo. Por otro lado, la energía requerida está directamente relacionada con la cinética de extracción y reextracción.

El diluyente o disolvente es normalmente un hidrocarburo o sustancia inmiscible con el agua. Para hacer una clasificación de los disolventes empleados podemos hacerlo en base a diferentes criterios, como veremos en el siguiente apartado.

En la tabla 2, se presentan algunos diluyentes empleados en la extracción con disolventes, junto con algunas de sus características.

TABLA 2 
 
DILUYENTEDENSIDAD 20o gr/ccTa (OF.) EBULLIC.Ta (OF.) INFLAMAC.AROMATIC. % 
ALTOS EN AROMATICOS     
SOLVESSO 1000,87631511299 
SOLVESSO 1500,98537015197 
HAN0,93335710589 
CHEVRON 30,88836014598 
CHEVRON 250,87531611599 
CHEVRON 40 L0,88636014178 
CHEVRON 44 L0,89336615470 
MEDIOS A BAJOS EN AROMATICOS     
ESCAID 1000,79037616820 
NAPOLEUM 4700,81141017512 
BAJOS EN AROMATICOS     
ISOPAR L0,7673731447 
ISOPAR E0,723240450,1 
ISOPAR M0,78240517220 
NORPAR 120,7513841562 
SHELL 1400,78536414145* 
DX 36410,79336113545* 
ESCAID 2000,79638315252* 
(*) Contienen aprox. el 50% de naftenos. 

Capýtulo siguiente - Disolventes. Clasificación

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