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Razão de distribuição em LLE

1890
  • Walther Nernst
Configuração de extração líquido-líquido demonstrando a taxa de distribuição em química analítica.

(Imagem gerada apenas para fins ilustrativos)

A razão de distribuição (D) é um parâmetro de equilíbrio chave na Extração Líquido-Líquido (ELL), definida como a concentração analítica total de um soluto na fase orgânica dividida por sua concentração total na fase aquosa. [latex]D = frac{[S]_{org,total}}{[S]_{aq,total}}[/latex]. Ao contrário do coeficiente de partição (K_D), D considera todas as espécies do soluto, incluindo formas dissociadas ou complexadas, tornando-se dependente do pH.

A razão de distribuição, D, é uma medida pragmática e essencial para quantificar a eficácia de um processo de extração líquido-líquido sob condições específicas. Ela se distingue do coeficiente de partição mais fundamental, KD, que descreve a distribuição de uma única espécie química específica entre as duas fases (KD = [S]org/[S]aq). A razão de distribuição, D, considera a concentração total do soluto em todas as suas formas possíveis (por exemplo, ionizada, neutra, complexada) em cada fase. Isso é particularmente importante para solutos que podem sofrer reações químicas como dissociação ácido-base ou complexação.

Por exemplo, para um ácido fraco HA, a fase aquosa contém tanto HA quanto sua base conjugada A⁻, enquanto a fase orgânica tipicamente contém apenas a forma neutra de HA. A razão de distribuição seria [latex]D = frac{[HA]_{org}}{[HA]_{aq} + [A^-]_{aq}}[/latex]. Como a concentração de A⁻ depende do pH da solução aquosa, a razão de distribuição D torna-se uma função do pH. Essa dependência é explorada em extrações por variação de pH, onde um soluto é extraído em um pH (onde D é alto) e removido do solvente em outro pH (onde D é baixo). O valor de D influencia diretamente a eficiência de extração (E), que é a fração do soluto transferida para a fase orgânica, dada por [latex]E = frac{D}{D + (V_{aq}/V_{org})}[/latex], onde V representa os volumes das fases. Portanto, o controle e a modelagem precisos de D são fundamentais para o projeto de processos de extração eficientes e em múltiplos estágios.

UNESCO Nomenclature: 2202
Química analítica

Tipo

Propriedade física

Interrupção

Incremental

Uso

Uso generalizado

Precursores

  • O trabalho de Josiah Willard Gibbs sobre termodinâmica química e a regra das fases.
  • Lei de Henry que descreve a solubilidade dos gases
  • Teoria de Arrhenius da dissociação eletrolítica
  • Lei de ação de massa de Guldberg e Waage

Aplicações

  • Projeto e otimização de colunas de extração industrial
  • Prever a eficiência dos processos de purificação farmacêutica
  • Ciências ambientais para modelagem do destino de poluentes em sistemas água-sedimento
  • projeto de processo hidrometalúrgico para recuperação de metais
  • desenvolvimento de métodos de separação em química analítica

Patentes:

NA

Ideias de Inovação Potencial

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Related to: distribution ratio, partition coefficient, Nernst distribution law, LLE, solvent extraction, chemical equilibrium, pH-dependent, extraction efficiency, analytical chemistry, hydrometallurgy.

Contexto histórico

Razão de distribuição em LLE

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1900

(Caso a data seja desconhecida ou irrelevante, por exemplo, "mecânica dos fluidos", é fornecida uma estimativa aproximada de seu surgimento notável)

Princípios relacionados à invenção, inovação e tecnologia

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