Estrazione (chimica): differenze tra le versioni
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Per '''estrazione''' in [[chimica]] si intende la separazione di una o più [[sostanze]] da una matrice mediante trattamento con [[solvente]].
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==Termodinamica dell'estrazione==
Si considera il [[potenziale chimico]] del soluto nelle due [[soluzione (chimica)|soluzioni]], quella [[acqua|acquosa]] (aq) e quella organica (o):
*<math>\mu_o=\mu^\circ_{o} + RT\; lna_{o}</math>
*<math>\mu_{aq}=\mu^\circ_{aq} + RT\; lna_{aq}</math>
mescolando le due soluzioni si avrà la ripartizione del soluto fino al raggiungimento dell'[[equilibrio chimico|equilibrio]], per cui i potenziali saranno uguali:
:<math>\mu^\circ_{o} + RT\; lna_{o}=\mu^\circ_{aq} + RT\; lna_{aq}</math>
da cui si ricava:
:<math>\frac {\mu^\circ_{o} - \mu^\circ_{aq}}{RT} = ln\;\frac {a_{o}}{a_{aq}}</math>
il rapporto tra le [[attività (chimica)|attività]] è quindi:
:<math>\frac {a_{o}}{a_{aq}} = e^ \frac {\mu^\circ_{o} - \mu^\circ_{aq}}{RT}</math>
Questo rapporto, che dipende solo dalla [[temperatura]], è detto '''coefficiente di ripartizione''' (K<sub>D</sub>) ed è una grandezza [[termodinamica]].
Nell'uso più comune l'estrazione comporta la separazione di una [[molecola]] neutra da una soluzione acquosa verso un ambiente con [[polarità]] molto più bassa, in queste condizioni è possibile trascurare i coefficienti di attività per cui il coefficiente di ripartizione può essere inteso come rapporto tra le [[concentrazione|concentrazioni]] molari:
:<math>K_d=\frac {[A]_o}{[A]_{aq}}</math>
==Stechiometria dell'estrazione==
Il solo coefficiente di ripartizione non basta per fare calcoli esatti sulla [[stechiometria]] di un'estrazione, occorre un parametro che tenga conto dei comuni equilibri collaterali. Questo parametro è il '''coefficiente di distribuzione''', definito come [[rapporto]] tra le concentrazioni analitiche del soluto nelle due fasi:
:<math>D= \frac {C_o}{C_{aq}}</math>
===Efficienza di estrazione===
L'efficienza percentuale è definita dal rapporto tra le [[moli]] di soluto estratte e le moli totali:
:<math>%_E= \frac {C_o\;V_o}{C_o\;V_o + C_{aq}\;V_{aq}}</math>
dividendo [[numeratore]] e [[denominatore]] per C<sub>aq</sub>V<sub>o</sub> si ricava l'efficienza in relazione del coefficiente di distribuzione:
:<math>%_E= \frac {D}{D + \frac {V_{aq}}{V_{o}}}</math>
===Estrazioni multiple===
È facilmente dimostrabile che la quantità di soluto che rimane in soluzione acquosa dopo ''n'' estrazioni è:
:<math>C_{aq,\;n}= C_{iniz} \left( \frac {V_{aq}}{DV_o + V_{aq}}\right)^n</math>
Quindi è pratica ordinaria effettuare più estrazioni (di norma 3-5) con piccole aliquote di solvente anziché una sola estrazione con molto solvente.
==Voci correlate==
==Bibliografia==
*G. D. Christian, ''Chimica analitica'' Piccin ISBN 88-299-0464-3
*G.H. Morrison, H. Freiser ''Solvent Extraction in Analytical Chemistry'' J. Wiley & Sons, 1957
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