Universidad Autónoma del Estado de México Unidad Académica Profesional Acolman Ingeniería Química Laboratorio de Operaciones Unitarias II Profesor: Juan Carlos Piña Victoria correo: [email protected] Practica No. 6 Extracción de solvente en una columna líquido-líquido Alumnos: Martínez Martínez Argelia Guadalupe, Medina Palacios Julián Roberto, Rivero Ortiz Dulce Alin _ Correos Institucionales: [email protected] , [email protected] , [email protected]______ Instrucciones Elabore el reporte sobre el proceso de extracción líquido-líquido, de acuerdo con lo indicado abajo. El archivo debe ser enviado en formato pdf y nombrado como PRACTICA 6_Nombre completo (ejemplo: PRACTICA 4_Juan Carlos Piña Victoria). Revisar la Rúbrica correspondiente Resumen Se realizaran el desarrollo de cálculos que permitirán la construcción de dos graficas tanto para ácido pícrico en solución original y otra en benceno. Introducción La extracción líquido líquido es una operación fundamental de transferencia de materia, y se basa en la diferencia de solubilidad entre los componentes de una mezcla. Esta consiste en extraer un componente de una solución (soluto disuelto en un diluente) por transferencia selectiva en el segundo liquido (solvente), no miscible con el primero y de masa volúmica diferente [1]. Es frecuente que la operación de extracción se vea acompañada por la de destilación para la recuperación del disolvente. Las corrientes obtenidas tras un proceso de extracción se conocen como: - extracto: es la corriente rica en disolvente y contiene el soluto deseado, normalmente está constituida por la fase líquida de menor densidad por lo que sale por la parte superior del extractor. Esta corriente pasa a continuación a una columna de destilación para separar el soluto del disolvente. - refinado: es una corriente rica en el líquido portador, de mayor densidad que el disolvente por lo que aparece por la parte inferior del extractor [2]. Cuando la separación por destilación es ineficaz o muy difícil se hace uso de la extracción líquido-líquido. Es útil en situaciones donde existen mezclas con puntos ebullición muy cercanos o bien sustancias termolábiles; es decir; que sufren degradación por el calor. Esta operación unitaria se basa en la separación de los componentes por diferencias en la estructura química en vez de volatilidad como se hace en destilación [3]. Actividades: Resolver el siguiente ejercicio de acuerdo con lo indicado 1 Caso Problema El coeficiente de distribución del ácido pícrico entre el benceno y el agua a 15°C en función de la concentración del ácido pícrico en el benceno adquiere los valores siguientes: 𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚 𝐶𝐶𝐸𝐸 ( ) 𝐿𝐿 9.32 × 10−4 2.22 × 10−3 𝐾𝐾 = 𝐶𝐶𝐸𝐸 𝐶𝐶𝑅𝑅 2.23 1.45 0.01 0.705 0.05 0.320 0.02 0.10 0.18 0.505 0.240 0.187 CE=concentración del ácido pícrico en Benceno (mol/L) en el equilibrio CR=concentración del ácido pícrico en agua (mol/L) en el equilibrio Se dispone de 50 L de una disolución de ácido pícrico en benceno que contiene 25 g de ácido pícrico por litro de disolución. Para recudir la concentración del ácido pícrico en el benceno hasta 4 g/L se trata la disolución original con agua a 15°C. a) Calcúlese la cantidad necesaria de agua. b) Si la solución original se trata con el mismo volumen. Determinar la concentración del ácido prícrico en la solución original. Para el inciso a) a) b) c) d) e) f) Construir la gráfica de la línea de equilibrio. Determinar la concentración inicial de AP en la solución original. Determinar la concentración final de AP en la solución original. De la curva de equilibrio, determinar la K Determinar la concentración de AP en la solución acuosa en el equilibrio Determinar la cantidad de agua requerida utilizando la ecuación de molaridad. Para el inciso b) a) Considerar CE-f=X b) Construir en una curva de K vs X sobre la curva de equilibrio (X de 0 a 0.05 en incrementos de 0.01) 𝐶𝐶 Donde 𝐾𝐾 = 𝐶𝐶𝐸𝐸 = 𝑅𝑅 𝑥𝑥 0.109−𝑥𝑥 c) Identificar el punto de cruce entre la curva de equilibrio K-CE y la curva K-X. d) Determinar CE y K en el punto de cruce para identificar la CE final en el equilibrio. Bibliografía: [1] Extracción líquido líquido pulsada. (2019, 4 octubre). Pignat.com. https://pignat.com/es/product/extraccionliquido-liquido-pulsada/ [2] Descripción. (s. f.). Extracción de solvente en una columna líquido-líquido. Recuperado 22 de septiembre de 2021, de http://www.diquima.upm.es/old_diquima/Investigacion/proyectos/chevic/catalogo/COLUMNAS/Descr3.htm [3] Introducción Extracción Líquido-Líquido - Extracción líquido-líquido IPN-UPIIG. (s. f.). Extracción de LiquidoLiquido. Recuperado 22 de septiembre de 2021, de https://sites.google.com/site/extraccionliqliqipnupiig/extraccion-liquido-liquido
