UNIVERSIDAD DE GUAYAQUIL FACULTAD DE INGENIERA QUMICA

UNIVERSIDAD DE GUAYAQUILFACULTAD DE INGENIERIA QUMICACARRERA INGENIERIA QUIMICA

OPERACIONES UNITARIAS II502

ALUMNA TATIANA ANGULO LOZADA

CURSO5 AO A

FACILITADORING. QCO. JAIRO MENDIETAAO LECTIVO2014 - 2015

INTRODUCCIN

La extraccin lquido-lquido es, junto a la destilacin, la operacin bsica ms importante en la separacin de mezclas homogneas lquidas. Consiste en separar una o varias sustancias disueltas en un disolvente mediante su transferencia a otro disolvente insoluble, o parcialmente insoluble, en el primero. La transferencia de materia se consigue mediante el contacto directo entre las dos fases lquidas. Una de las fases es dispersada en la otra para aumentar la superficie interfacial y aumentar el caudal de materia transferida. En una operacin de extraccin lquido-lquido se denomina alimentacin a la disolucin cuyos componentes se pretende separar, disolvente de extraccin al lquido que se va a utilizar para separar el componente deseado, refinado a la alimentacin ya tratada y extracto a la disolucin con el soluto recuperado.

OBJETIVOSeparar por medio del equipo de extraccin York Scheibel la mezcla de cido actico y agua utilizando como solvente n-hexanoCONTENIDOEl trmino extraccin se define como la transferencia de una sustancia de una fase a otra. Aunque tambin se utilizan tcnicas de extraccin slido-lquido, la ms frecuente es laextraccin lquido-lquido, conocida simplemente comoextraccin, que se lleva a cabo entre dos lquidos inmiscibles utilizando un embudo de decantacin.

Las dos fases lquidas de una extraccin son:

Fase Acuosa: agua o disolucin acuosa.Fase Orgnica: disolucin o disolvente orgnico inmiscible con el agua.

Conviene distinguir entre los trminosextraccinylavado. Ambos definen la misma operacin, aunque se realizan con distinto fin, y la terminologa cambia segn cul sea la fase de la que se parte: laextraccinse refiere al paso del compuesto orgnico de inters de una fase acuosa a un disolvente orgnico, mientras que ellavadose realiza con una disolucin acuosa para retirar de la fase orgnica incompuesto no deseado.

EquiposExtraccin por etapas:Mezclador - sedimentadorTorres platos perforadosColumnas de bandejasExtraccin por contacto continuo diferencial:Torres de pulverizacinTorres de rellenoColumnas pulsadasExtractores centrfugos

Razones para utilizarlaOtros mtodos no son factibles: Volatilidades similares o muy pequeas.Calores de vaporizacin muy altos.Compuestos sensibles a la elevacin de la temperatura.Como sustituto de separaciones qumicas.

AplicacionesSeparacin de compuestos inorgnicos como cido fosfrico, cido brico e hidrxido de sodio.Recuperacin de compuestos aromticos.Refinacin de aceites lubricantes y disolventesEn la extraccin de productos que contienenazufre.Obtencin decerasparafnicasDesulfuracin de productos petrolferosProductos farmacuticos Ejemplo en la obtencin de la penicilinaIndustria alimentaraObtencin de metales costosos, Ej. comouranio-vanadio.

Factores que afectan la extraccinComposicin de la alimentacin,temperatura,presinyvelocidadde flujo.El grado de separacin deseado.Eleccin del disolvente.Temperatura y presin de operacin.La formacin de emulsiones y espumas.

Diagramas de equilibrio ternario.En el diseo de una operacin de extraccin lquido-lquido suele considerarse que el refinado y el extracto se encuentran equilibrio. Los datos de equilibrio que debern manejarse sern como mnimo los correspondientes a un sistema ternario (dos disolventes y un soluto), con dos de los componentes inmiscibles o parcialmente inmiscibles entre s.

Una de las formas ms habituales de recoger los datos de equilibrio en sistemas ternarios son los diagramas triangulares. En la Figura 1 se muestra un diagrama triangular equiltero. Los vrtices del tringulo representan compuestos puros, un punto sobre un lado correspondera a una mezcla binaria y un punto en el interior del tringulo representara una mezcla ternaria. La composicin de una mezcla puede determinarse por lectura directa en el diagrama, tal como muestra la Figura 1. La concentracin de los componentes en el diagrama se muestra como fraccin molar o fraccin msica.

En los sistemas de inters para la extraccinlquido-lquido los dos disolventes implicados son inmiscibles o parcialmente inmiscibles entre s. Es decir, su mezcla en las proporciones adecuadas puede dar lugar a la formacin de dos fases. Adems, la presencia de un soluto modifica la solubilidad de un disolvente en otro. Para representar este comportamiento, y poder conocer si a una determinada mezcla le corresponden una o dos fases, los diagramas triangulares lquido-lquido presentan la denominada curva binodal o de solubilidad (Figura 1). Una mezcla representada por un punto situado por encima de la curva binodal estar constituida por una sola fase. Por el contrario, a una mezcla situada por debajo de la curva binodal le corresponden dos fases. Las dos fases en equilibrio se encuentran ligadas por una recta de reparto. La recta de reparto pasa por el punto mezcla y sus extremos sobre la curva binodal indican la concentracin de las dos fases en equilibrio (Figura 1).

Figura 1. Diagrama de equilibrio ternario: diagrama triangular equiltero

MATERIALES Y EQUIPOS

Columna didctica de extraccin York ScheibelMezcla a separar compuesta de cido Actico y aguaSolvente usado para la extraccinRefractmetroVasos de precipitacinProbetasTanques para depositar los componentes extradosMedidor de gravedad especfica

PROCEDIMIENTOCalibrar separadamente el rotmetro, haciendo pasar el elemento respectivo por el mismo hacia el relleno y rebose de la columna, al realizar esta operacin, el pivote debe mantenerse en su ms alta posicinPara operar la columna se hace ingresar la fase continua hasta que almacene el nivel superior de la turbina de tope, luego se aade a la fase dispersa hasta producir un rebosamientoAjustar la posicin de la interface en la parte inferior de la columna mediante la rotacin del pivoteHabindose controlado la posicin de la interface se ajustan los flujos alimentados a la columna de acuerdo a una razn de flujo volumtrico predeterminada en base a las condiciones de equilibrioA continuacin se pone en contacto en motor para producir la agitacin y mediante un regulador de velocidades se selecciona aquella que produce una mejor apariencia en las cmaras de mezclado (gotas sumamente finas pero perceptibles a simple vista)Para operaciones de extraccin simple se considera alcanzado el estado estacionario una vez que el contenido de la columna o HOLDUP se halla renovado 3 veces. Por lo tanto es necesario que transcurra cierto tiempo para proceder a la toma de datos experimentales y verificar el estado estacionarioUna vez cumplido este periodo se comienza a tomar de extracto y refinado para determinar los ndices de refraccin y por ende su composicin, la misma que deber mantenerse constante ua vez alcanzado el estado estacionarioConociendo las condiciones del soluto en los flujos de salida de la columna, as como las concentraciones de soluto en los flujos de entrada de la misma, hacemos un balance de materia para el sistema. De no encontrarse los datos experimentales dentro del 90% de lo indicado por el balance, estos debern ser desechados, lo que significa que el control de las interfaces en el periodo de operacin de la columna no ha sido muy estrictoAl final del periodo o proceso, los flujos de salida debern ser determinados para ser comparados con los obtenidos por el balance para el sistemaTABLA DE DATOS EXPERIMENTALESTABLA N 1COMPONENTESFLUJO VOLUMTRICO(Lts/min)IRSGPUNTO DE EBULLICINALIMENTO101.350----------SOLVENTE-AGUA11,51.3331----------EXTRACTO4 1.37 (23.5%)----------REFINADO0,22 1.3845 (32%)----------AGUA----------1.333 (9%)1100 CAc. Acetico----------1.339 (17%)1,05118CKerex----------1.363 (19%)0,7865C

FRACCIONESVALORESXF0,25XR0,1043XE0,09XM0,1334E/R0,5453K0,7670% SOL EXTRAIDO28,25%

CLCULOSAlimentacin (F): Extracto (E): Refinado (R):

Balance de MateriaXr= 0.1043

Razn de alimentacin 0.5453

Coeficiente de distribucinK= 0.7670

Clculo de xM XM= 0.1334

Razn de solvente, alimento y mezcla 0.0191%Sol. Extrado= x100 28.25%

CONCLUSIONESLa prctica de extraccin lquido- lquido que fue llevado mediante el equipo de York Scheibel, se obtuvieron las separaciones de las fases, mediante la utilizacin del solvente de proceso que era el agua, pudiendo de esta forma recuperar el extracto en este caso el n-Hexano que es el ms voltil y en el refinado obtenemos Acetona, el ms pesado que se asienta en la parte baja de la columna de extraccin.RECOMENDACIONESSe recomienda realizar una correcta manipulacin del pivote para no afectar el proceso de la prctica y no obtener prdidas de los componentes de la mezclaObservar permanentemente el proceso para determinar en qu momento empieza la separacin de las fasesBIBLIOGRAFA http://www.uam.es/personal_pdi/ciencias/mgilarra/experimentacionIQII/ExtraccLiqLiq2006.pdf http://rodas.us.es/file/23a16560-123f-bec5-ec5b-44a3042a281d/2/laboratotio_quimica_organica_SCORM.zip/pagina_16.htm http://www.ecured.cu/index.php/Extracci%C3%B3n_L%C3%ADquido-L%C3%ADquido