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Extracción líquido-líquido

1850
Aparato de extracción líquido-líquido en un laboratorio de ingeniería química.

(Imagen generada únicamente con fines ilustrativos)

La extracción líquido-líquido (ELL) es un método de separación. método Se basa en la solubilidad diferencial de un soluto entre dos fases líquidas inmiscibles o parcialmente miscibles. Un compuesto se distribuye desde una fase de alimentación (generalmente acuosa) a una fase disolvente (generalmente orgánica). La transferencia está impulsada por diferencias en el potencial químico y cesa cuando se alcanza el equilibrio y el soluto se distribuye entre las fases.

El principio fundamental de la extracción líquido-líquido, también conocida como extracción con disolventes, se basa en el concepto de equilibrio de fases. Cuando se introduce un soluto en un sistema que contiene dos fases líquidas inmiscibles, se distribuirá entre ellas hasta que su potencial químico sea igual en ambas fases. Este estado de equilibrio se describe mediante el coeficiente de partición o coeficiente de distribución, que cuantifica la relación entre la concentración del soluto en las dos fases. La elección del disolvente es fundamental; un disolvente ideal debe tener una gran afinidad por el soluto objetivo (coeficiente de distribución elevado), una baja solubilidad en la fase de alimentación, una diferencia de densidad significativa con respecto a la fase de alimentación para facilitar la separación y no ser tóxico, barato y fácilmente recuperable.

El proceso consta de tres pasos principales: contacto, separación y recuperación del disolvente. En la etapa de contacto, la solución de alimentación y el disolvente de extracción se mezclan vigorosamente para crear una gran área interfacial, lo que facilita la rápida transferencia de masa del soluto desde la fase de alimentación a la fase de disolvente. A continuación, la mezcla se deja sedimentar en una etapa de separación, donde las dos fases inmiscibles se separan debido a su diferencia de densidad, formando una interfaz distinta. La fase de disolvente, ahora enriquecida con el soluto, se denomina extracto, mientras que la fase de alimentación agotada se denomina refinado. Finalmente, el soluto se recupera típicamente del extracto y el disolvente se regenera para su reutilización, a menudo mediante otro proceso de separación como la destilación o la extracción. Este principio es muy versátil y puede aplicarse a una amplia gama de especies químicas, desde pequeñas moléculas orgánicas hasta grandes complejos metálicos.

UNESCO Nomenclature: 3305
- Ingeniería química

Tipo

Proceso químico

Ruptura

Fundacional

Uso

Uso generalizado

Precursores

  • concepto de solubilidad y ‘lo semejante disuelve lo semejante’.’
  • descubrimiento de líquidos inmiscibles
  • prácticas alquímicas de destilación y separación
  • comprensión del equilibrio químico y la termodinámica

Aplicaciones

  • purificación de productos farmacéuticos
  • Extracción de metales de minerales (hidrometalurgia)
  • reprocesamiento de combustible nuclear
  • producción de productos químicos orgánicos finos
  • eliminación de contaminantes de las aguas residuales
  • procesamiento de alimentos (por ejemplo, descafeinización)

Patentes:

NA

Ideas para posibles innovaciones

  • Desarrollo de solventes inteligentes que cambian de polaridad con estímulos externos (luz, temperatura) para extracción a demanda
  • microfluidos LLE systems for high-throughput screening in drug discovery
  • Integración de LLE con tecnología de membrana para evitar la emulsificación
  • use of ionic liquids and deep eutéctico solvents as green alternatives to volatile organic compounds
  • Sistemas LLE automatizados para el monitoreo ambiental de contaminantes en tiempo real
  • Extracción con fluidos supercríticos acoplada con LLE para el aislamiento de productos naturales complejos
  • LLE in situ para biorreactores para eliminar subproductos inhibidores y mejorar el rendimiento
  • Desarrollo de disolventes biodegradables para aplicaciones alimentarias y cosméticas
  • Sistemas basados ​​en LLE para la captura de carbono de gases de combustión industriales
  • Dispositivos LLE miniaturizados para diagnósticos médicos en el punto de atención
Relacionado con: extracción líquido-líquido, extracción con disolventes, equilibrio de fases, transferencia de masa, solubilidad, proceso de separación, potencial químico, refinado, extracto, líquidos inmiscibles.

Contexto histórico

Extracción líquido-líquido

1834
1850
1850
1850
1850
1867
1875-01-01
1807-01-01
1850
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1850
1850
1860
1870
1876

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

décimo año aniversario

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