EKSTRAKCJA W UKŁADZIE

CIECZ-CIECZ

EKSTRAKCJA

• Proces przeprowadzania substancji z

fazy ciekłej lub stałej, do fazy ciekłej
nie mieszającej się z fazą pierwszą;

• Rozróżnia się zatem ekstrakcję w

układzie ciecz-ciecz i w układzie
ciecz-ciało stałe

Prawo podziału Nernsta

• Substancja rozpuszczana tak dzieli

się między dwa nie mieszające się
rozpuszczalniki, że w stanie
równowagi stosunek stężeń tej
substancji w obu fazach jest w danej
temperaturze stały i nie zależy od
ogólnego stężenia substancji;

Prawo podziału Nernsta

Prawo to wyraża się wzorem:

KX(ow) - stała podziału

[X]o- stężenie substancji ekstrahowanej w fazie organicznej

[X]w- stężenie tej substancji w fazie wodnej

Prawo podziału Nernsta

• Stała podziału dla danego układu jest

wielkością stała w danej temperaturze, w

dużym zakresie stężeń, pod warunkiem

że substancja rozpuszczona występuje w

obydwu rozpuszczalnikach w tej samej

postaci, tzn. w czasie ekstrakcji

odczynnika organicznego nie zachodzi

reakcja dysocjacji lub asocjacji, a podczas

ekstrakcji metalu w fazie wodnej nie

zachodzą reakcje uboczne np. hydroliza

Prawo podziału Nernsta

• Jeżeli w następstwie asocjacji, dysocjacji

itp. wystąpi kilka rodzajów cząsteczek
tej samej substancji, w jednej lub obu
fazach jednocześnie, to poszczególne
rodzaje cząsteczek dzielą się tak, jakby
inne w układzie nie występowały, tzn.
osobno będzie istnieć stała podziału,
charakterystyczna dla każdego rodzaju
cząsteczek (niezależna od stężenia)

Ekstrakcja w układzie ciecz-

ciecz

• Jest najstarszym typem ekstrakcji

stosowanym w praktyce analitycznej;

• Jest techniką ekstrakcyjną polegającą

na wykorzystaniu zjawiska podziału
substancji ekstrahowanej miedzy
dwie niemieszające się ciecze,
najczęściej roztwór wodny i
rozpuszczalnik organiczny;

Ekstrakcja w układzie ciecz-

ciecz

• Stosowany w ekstrakcji

rozpuszczalnik powinien być bardzo
słabo rozpuszczalny w wodzie (tak by
co najmniej 90% objętości użytego
do ekstrakcji rozpuszczalnika
pozostało nie rozpuszczone w
wodzie), czysty i lotny;

Ekstrakcja w układzie ciecz-

ciecz

• Przeprowadza się sposobem okresowym lub

ciągłym

• W ekstrakcji okresowej roztwór badany

styka się z rozpuszczalnikiem aż do

osiągnięcia stanu równowagi, a następnie

oddziela się niemieszające warstwy;

ekstrakcję przeprowadza się w rozdzielaczu

wytrząsanym ręcznie lub mechanicznie, dzięki

czemu osiąga się względnie szybko stan

równowagi (w wyniku zwiększania i

odnawiania powierzchni zetknięcia się fazy

organicznej i wodnej);

Ekstrakcja w układzie ciecz-

ciecz

• Ekstrakcja okresowa jest najczęściej

używana w celach analitycznych;

Ekstrakcja w układzie ciecz-

ciecz

• Po dodaniu odczynnika ekstrahującego i

wytrzaśnięciu należy odczekać aż do

całkowitego rozdzielenia się faz; zwykle

wymaga to kilku minut;

• Na skutek wytrząsania niemieszających

się cieczy może niekiedy wytworzyć się

emulsja (trwałe rozproszenie jednej

cieczy w drugiej)- zjawisko

niekorzystne, utrudnia rozdzielenie faz;

Ekstrakcja w układzie ciecz-

ciecz

• Sposób mieszania wpływa na wymiary

cząstek, można często zapobiec utworzeniu
się emulsji, jeśli ciecz wytrząsa się
wystarczająco energicznie;

• Niekiedy mętny ekstrakt klaruje się sam

przez odstanie; jeżeli to nie nastąpi stosuje
się ogrzanie ekstraktu w ciepłej wodzie,
rozcieńczenie ekstraktu rozpuszczalnikiem
(jeżeli rozpuszcza trochę wody) lub
przesączenie ekstraktu przez suchy sączek;

Ekstrakcja w układzie ciecz-

ciecz

• Ekstrakcja ciągła polega na ciągłym

przepuszczaniu rozpuszczalnika przez roztwór

ekstrahowany; ciecz ekstrahująca po

oddzieleniu od ekstrahowanego roztworu

płynie do odbieralnika, gdzie jest

odparowywana i po kondensacji zawracana do

obiegu; wyekstrahowana substancja

pozostaje w odbieralniku;

• Stosuje się w przypadku układów o małych

współczynnikach podziału, których

oddzielenie wymagałoby wielu ekstrakcji

okresowych;

Ekstrakcja w układzie ciecz-

ciecz

• W technice ekstrakcji ciągłej

wykorzystuje się specjalne
ekstraktory;

• Istnieją dwa typy ekstraktorów dla

rozpuszczalników lżejszych od wody i
dla rozpuszczalników cięższych od
wody;

Ekstrakcja w układzie ciecz-

ciecz

• Technika ekstrakcji

rozpuszczalnikiem jest prosta, ale
ma kilka wad, min: konieczność
używania stosunkowo dużej ilości
czystych rozpuszczalników, duża
toksyczność rozpuszczalników
stosowanych do ekstrakcji, powstanie
trwałych emulsji, często konieczność
utylizacji rozpuszczalników;

Ekstrakcja w układzie ciecz-

ciecz

• Aby wyeliminować przynajmniej

część z nich, wprowadzono wiele
modyfikacji do klasycznej techniki
ekstrakcji w układzie ciecz-ciecz i
otrzymano w ten sposób nowe
metody: mikroekstrakcję, sonikację,
ekstrakcję micelarną i wiele innych;

Przygotowanie materiału

biologicznego do ekstrakcji

• Przed przystąpieniem do ekstrakcji, w

zależności od rodzaju badanego materiału,

należy usunąć białka, lipidy i inne ciała

balastowe; niekiedy należy dodatkowo

wykonać hydrolizę;

• Do odbiałczania stosuje się min.

Kw.wolframowy, nadchlorowy,

trichlorooctowy, etanol, siarczan amonu;

• Odtłuszczenie- wymrożenie lub

ekstrakcja lekką benzyną z wyraźnie

kwaśnego środowiska;

Przygotowanie materiału

biologicznego do ekstrakcji

• Wiele związków organicznych i ich

metabolitów wiąże się w ustroju z białkami, a
także ulega sprzęganiu z kwasem
glukuronowym i siarkowym; przed dokonaniem
analizy należy związki te wyodrębnić w postaci
wolnej.; w tym celu przeprowadza się
hydrolizę lub wykorzystuje się enzymy;

• Rozkład pod wpływem enzymów- morfina,

poch. Benzodiazepiny, TLPD, amitryptylina,
chloropromazyna i inne;

Ekstrakcja rozpuszczalnikami

organicznymi

• Substancje ekstrahujące się eterem z

roztworu kwaśnego( np. kw.salicylowy,
aspiryna, fenacetyna, barbiturany,
pestycydy chloro- i fosforoorganiczne);

• Substancje ekstrahujące się eterem ze

środowiska alkalicznego (roztwór alkalizuje
się 10% rozt. NaOH)- alkaloidy i zw.
syntetyczne o charakterze
zasadowym( strychnina, papaweryna,
kokaina, poch. fenotiazyny, i in.);

Ekstrakcja rozpuszczalnikami

organicznymi

• Substancje ekstrahujące się eterem ze

środowiska amoniakalnego
(apomorfina);

• Substancje dające się wyekstrahować

chloroformem z roztworu
amoniakalnego (morfina);

• Substancje nie ekstrahujące się

wymienionymi rozpuszczalnikami
organicznymi;

Ekstrakcja rozpuszczalnikami

organicznymi

• W badaniach ukierunkowanych wykonuje

się tylko określoną ekstrakcję np. ze

środowiska kwaśnego przy poszukiwaniu

leków uspokajających i nasennych czy ze

środowiska alkalicznego jak np. w

przypadku 1,4-benzodiazepin;

• Przy poszukiwaniu nieznanej trucizny lub w

badaniach ukierunkowanych na określoną

grupę trucizn używa się rozpuszczalnik,

który umożliwia wyizolowanie jak

największej liczby związków;

Ekstrakcja rozpuszczalnikami

organicznymi

• W badaniach ukierunkowanych na

określoną truciznę lub do oznaczeń

ilościowych dobiera się rozpuszczalnik

o odpowiedniej polarności,

korzystając z szeregu eluotropowego,

w myśl zasady „podobne rozpuszcza

podobne”, praktycznie nie mieszający

się z wodą, umożliwiający

wyizolowanie poszukiwanego związku

z optymalną wydajnością;

Ekstrakcja rozpuszczalnikami

organicznymi

• bezpośredniej ekstrakcji rozpuszczalnikami

organicznymi podlegają materiały z zatruć
przyżyciowych: mocz, osocze, surowica krwi,
zawartość żołądka (gdy nie jest śluzowata
lub tłusta), napoje itp.

• Materiały wymagające przygotowania: krew

pełna, tkanki, narządy, mocz patologiczny,
żołądek wraz z zawartością, ekshumaty,
niektóre kosmetyki, napoje itp.

Dziękują