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Relación de distribución en LLE

1890
  • Walther Nernst
Configuración de extracción líquido-líquido que demuestra la relación de distribución en química analítica.

(Imagen generada únicamente con fines ilustrativos)

La relación de distribución (D) es un parámetro de equilibrio clave en la extracción líquido-líquido (LLE), definida como la concentración analítica total de un soluto en la fase orgánica dividida por su concentración total en la fase acuosa. [latex]D = \frac{[S]_{org,total}}{[S]_{aq,total}}[/latex]. A diferencia del coeficiente de partición (K_D), D tiene en cuenta todas las especies del soluto, incluidas las formas disociadas o complejas, por lo que depende del pH.

El coeficiente de distribución, D, es una medida pragmática y esencial para cuantificar la eficacia de un proceso de extracción líquido-líquido en condiciones específicas. Es distinto del coeficiente de partición más fundamental, [latex]K_D[/latex], que describe la distribución de una única especie química específica entre las dos fases ([latex]K_D = \frac{[S]_{org}}{[S]_{aq}}[/latex]). La relación de distribución, D, considera la concentración total del soluto en todas sus formas posibles (por ejemplo, ionizado, neutro, complejado) en cada fase. Esto es especialmente importante para los solutos que pueden sufrir reacciones químicas como la disociación ácido-base o la complejación.

Por ejemplo, para un HA ácido débil, la fase acuosa contiene tanto HA como su base conjugada A-, mientras que la fase orgánica contiene típicamente sólo la forma neutra HA. La relación de distribución sería [latex]D = \frac{[HA]_{org}}{[HA]_{aq} + [A^-]_{aq}}[/latex]. Dado que la concentración de A- depende del pH de la solución acuosa, la relación de distribución D se convierte en una función del pH. Esta dependencia se aprovecha en las extracciones por oscilación del pH, en las que un soluto se extrae a un pH (en el que D es alto) y se separa del disolvente a otro pH (en el que D es bajo). El valor de D influye directamente en la eficacia de extracción (E), que es la fracción de soluto transferida a la fase orgánica, dada por [latex]E = \frac{D}{D + (V_{aq}/V_{org})}[/latex], donde V representa los volúmenes de fase. Por tanto, el control preciso y la modelización de D son fundamentales para diseñar procesos de extracción eficientes y multietapa.

UNESCO Nomenclature: 2202
– Química analítica

Tipo

Propiedad física

Ruptura

Incremental

Uso

Uso generalizado

Precursores

  • Los trabajos de Josiah Willard Gibbs sobre la termodinámica química y la regla de las fases
  • Ley de Henry que describe la solubilidad de los gases
  • Teoría de la disociación electrolítica de Arrhenius
  • ley de acción de masas de guldberg y waage

Aplicaciones

  • Diseño y optimización de columnas de extracción industrial
  • Predicción de la eficiencia de los procesos de purificación farmacéutica
  • Ciencia ambiental para modelar el destino de los contaminantes en sistemas agua-sedimento
  • Diseño de procesos hidrometalúrgicos para la recuperación de metales
  • desarrollo de métodos de separación de química analítica

Patentes:

NA

Ideas para posibles innovaciones

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Relacionado con: relación de distribución, coeficiente de partición, ley de distribución de Nernst, LLE, extracción con disolventes, equilibrio químico, dependiente del pH, eficacia de extracción, química analítica, hidrometalurgia.

Contexto histórico

Relación de distribución en LLE

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1889
1890
1890
1895
1895
1899
1887
1889
1890
1890
1895
1895
1896
1900

(Si la fecha es desconocida o no es relevante, por ejemplo "mecánica de fluidos", se proporciona una estimación redondeada de su aparición notable)

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