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Extracción líquido-líquido

Un embudo de separación utilizado para la extracción líquido-líquido, como lo demuestran los dos líquidos inmiscibles. La extracción líquido-líquido es un método para separar co...

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Un embudo de separación utilizado para la extracción líquido-líquido, como lo demuestran los dos líquidos inmiscibles.

La extracción líquido-líquido es un método para separar compuestos según su solubilidad relativa en dos líquidos inmiscibles diferentes , generalmente agua y un disolvente orgánico adecuado. Durante el proceso de extracción, se produce una transferencia neta de uno o más componentes entre las dos fases líquidas. Esta separación de compuestos permite purificar las mezclas de reacción o transferir los productos deseados a una fase orgánica que se evapora con mayor facilidad que el agua.

La extracción líquido-líquido es una técnica utilizada tanto en laboratorios químicos como en procesos de separación industrial. Los embudos de separación se utilizan habitualmente para separaciones a pequeña escala en laboratorios de investigación o docencia.

La extracción líquido-líquido se utiliza comúnmente para compuestos orgánicos en la industria de fragancias y sabores, la industria farmacéutica y otras industrias químicas. Los iones metálicos también pueden separarse mediante agentes quelantes adecuados para favorecer la extracción de ciertos iones en fases acuosas o orgánicas, como en el proceso PUREX utilizado para separar el uranio del plutonio.

La extracción líquido-líquido puede acelerarse sustancialmente en dispositivos microfluídicos , reduciendo los tiempos de extracción y separación de minutos/horas a apenas segundos en comparación con los extractores convencionales. [ 1 ]

Medidas de eficacia

Índice de distribución

En la extracción con solventes, el coeficiente de distribución (D) se cita a menudo como una medida de la eficacia de la extracción de una especie. El coeficiente de distribución es una medida de la concentración total de un soluto en la fase orgánica dividida por su concentración en la fase acuosa . [ 2 ] El coeficiente de partición o distribución (K d ) es la relación de la concentración del soluto en cada capa al alcanzar el equilibrio. [ 3 ] Esta distinción entre D y K d es importante. El coeficiente de partición es una constante de equilibrio termodinámico y tiene un valor fijo para la partición del soluto entre las dos fases. El valor del coeficiente de distribución, sin embargo, cambia con las condiciones de la solución si cambian las cantidades relativas de A y B. Si conocemos las reacciones de equilibrio del soluto dentro de cada fase y entre las dos fases, podemos derivar una relación algebraica entre K d y D. El coeficiente de partición y el coeficiente de distribución son idénticos si el soluto tiene una sola forma química en cada fase; sin embargo, si el soluto existe en más de una forma química en cualquiera de las fases, entonces K d y D suelen tener valores diferentes. [ 2 ] Dependiendo del sistema, la relación de distribución puede ser función de la temperatura, la concentración de especies químicas en el sistema y un gran número de otros parámetros. Nótese que D está relacionada con la energía libre de Gibbs (Δ G) del proceso de extracción. [ 4 ]

En la extracción con solventes, se agitan dos líquidos inmiscibles. Los solutos más polares se disuelven preferentemente en el solvente más polar, y los menos polares en el solvente menos polar. En este experimento, los halógenos no polares se disuelven preferentemente en el aceite mineral no polar. [ 5 ]

Factores de separación

El factor de separación es una relación de distribución dividida por otra; es una medida de la capacidad del sistema para separar dos solutos. Por ejemplo, si la relación de distribución del níquel (D Ni ) es 10 y la relación de distribución de la plata (D Ag ) es 100, entonces el factor de separación plata/níquel (SF Ag/Ni ) es igual a D Ag /D Ni = SF Ag/Ni = 10. [ 6 ]

Medidas de éxito

El éxito de la extracción líquido-líquido se mide mediante factores de separación y descontaminación. La mejor manera de comprender el éxito de una columna de extracción es a través del conjunto de datos de equilibrio líquido-líquido (ELL). Este conjunto de datos se puede convertir en una curva para determinar el comportamiento de partición en estado estacionario del soluto entre las dos fases. El eje y representa la concentración del soluto en la fase de extracto (disolvente) y el eje x, la concentración del soluto en la fase de refinado. A partir de aquí, se pueden determinar los pasos para la optimización del proceso. [ 7 ]

Técnicas y equipos

La extracción líquido-líquido se realiza a menudo a pequeña escala por químicos de laboratorio sintéticos utilizando un embudo de separación , un aparato de Craig o técnicas basadas en membranas. [ 8 ] A escala industrial, se utilizan dispositivos como contactores centrífugos , extracción en capa fina , columnas de pulverización , columnas pulsadas y mezcladores-decantadores para facilitar la extracción. Todas estas técnicas tienen como objetivo crear una interfaz de gran superficie entre las dos fases líquidas involucradas en la extracción para facilitar la transferencia de solutos de una fase a otra.

Separación de fases durante una extracción líquido-líquido a escala de laboratorio. La solución superior de éter orgánico de MTBE se extrae con la solución acuosa alcalina inferior de bicarbonato de sodio para eliminar el ácido benzoico en forma de anión benzoato , dejando un compuesto orgánico no ácido, bencilo (de color amarillo), en la fase orgánica.

Métodos por lotes

Embudos de separación

Los embudos de separación, conocidos coloquialmente como "embudos de separación", se utilizan comúnmente para extracciones a pequeña escala en laboratorios de investigación o docencia. [ 9 ] Para realizar una extracción, se añaden al embudo de separación dos líquidos inmiscibles, generalmente una solución acuosa y un disolvente orgánico. A continuación, se agita el embudo con la técnica adecuada para aumentar la superficie de contacto entre las dos fases y facilitar la extracción. [ 9 ] Una vez que las dos capas se han asentado y separado, cada una se drena desde la parte inferior del embudo de separación a recipientes separados. Se pueden realizar varias extracciones en la misma mezcla de reacción para aumentar la recuperación del producto. Tras la extracción, la fase extraída puede utilizarse para su posterior procesamiento. [ 10 ]

La distribución de compuestos orgánicos entre las fases orgánica y acuosa puede controlarse ajustando el pH de la fase acuosa. [ 9 ] Por ejemplo, aumentar el pH de la solución acuosa desprotona los ácidos orgánicos, dándoles una carga negativa que favorece su distribución en disolventes polares como el agua. Añadir un ácido fuerte para disminuir el pH puede tener el efecto contrario, neutralizando las bases conjugadas para formar compuestos neutros que se distribuyen más fácilmente en la fase orgánica. [ 9 ]

Esta técnica se puede utilizar en laboratorios de enseñanza para extraer compuestos como la cafeína del café o el té utilizando acetato de etilo como extractante orgánico. [ 11 ]

Microextracción líquido-líquido dispersiva (dLLME)

La microextracción líquido-líquido dispersiva es un proceso utilizado para extraer compuestos orgánicos de muestras de agua, generalmente a menor escala que la extracción líquido-líquido (ELL) mediante un embudo de separación. [ 12 ] [ 13 ] [ 14 ] En este proceso, un disolvente de extracción inmiscible con agua se mezcla con un disolvente dispersivo. La mezcla se inyecta en la muestra acuosa que se va a extraer, formando una dispersión de pequeñas gotas orgánicas en la muestra acuosa. La suspensión resultante se centrifuga para coalescer las gotas orgánicas y separar las capas orgánica y acuosa. La fase orgánica se puede extraer posteriormente utilizando una microjeringa u otra herramienta. [ 12 ]

Los disolventes clorados se utilizan comúnmente como disolventes de extracción, ya que su mayor densidad hace que se depositen en el fondo de los tubos de centrífuga. La acetona es un disolvente dispersante común. [ 12 ]

La dLLME se prefiere por su uso relativamente bajo de disolvente orgánico en un proceso de extracción por lotes, lo que puede reducir los costos. El menor uso de disolvente significa que la dLLME puede considerarse un proceso de "química verde", aunque el uso común de disolventes clorados como fase orgánica generalmente se considera contrario a los principios de la química verde. [ 12 ]

Este proceso es útil para extraer compuestos orgánicos como pesticidas organoclorados y organofosforados, así como compuestos de benceno sustituidos de muestras de agua. [ 14 ]

Procesos continuos

Extractor de contracorriente continuo Coflore

Estos procesos se utilizan comúnmente en la industria para el procesamiento de metales como los lantánidos ; debido a que los factores de separación entre los lantánidos son tan pequeños, se necesitan muchas etapas de extracción. [ 15 ] En los procesos multietapa, el refinado acuoso de una unidad de extracción se alimenta a la siguiente unidad como alimentación acuosa, mientras que la fase orgánica se mueve en la dirección opuesta. Por lo tanto, de esta manera, incluso si la separación entre dos metales en cada etapa es pequeña, el sistema general puede tener un factor de descontaminación más alto.

Se han utilizado sistemas de contracorriente multietapa para la separación de lantánidos. Para un buen diseño del proceso, la relación de distribución no debe ser ni demasiado alta (>100) ni demasiado baja (<0,1) en la etapa de extracción. Generalmente, el proceso incluye una sección para eliminar los metales no deseados de la fase orgánica y, finalmente, una sección de desorción para recuperar el metal de dicha fase.

Mezcladores-decantadores

Separación continua de la mezcla de aceite y agua.

Un mezclador-decantador consta de una etapa de mezcla que suele formar una suspensión de dos líquidos inmiscibles, seguida de una etapa de decantación que permite que los líquidos se separen en dos capas por gravedad. Los mezcladores-decantadores se utilizan normalmente cuando un proceso requiere tiempos de residencia prolongados y cuando las soluciones se separan fácilmente por gravedad. En un proceso a contracorriente multietapa, se instalan varios mezcladores-decantadores en serie, y el producto decantado de una etapa se alimenta a las etapas subsiguientes para una mayor separación. [ 16 ] [ 17 ]

Batería de cuatro etapas de mezcladores-decantadores para extracción a contracorriente.

Extractores centrífugos

Los extractores centrífugos mezclan y separan en una sola unidad. Dos líquidos se mezclan intensamente entre el rotor giratorio y la carcasa estacionaria a velocidades de hasta 6000 RPM. Esto genera grandes superficies para una transferencia de masa ideal de la fase acuosa a la fase orgánica. A 200–2000 g, ambas fases se separan nuevamente. Los extractores centrífugos minimizan el solvente en el proceso, optimizan la carga de producto en el solvente y extraen completamente la fase acuosa. Se pueden establecer fácilmente extracciones a contracorriente y a contracorriente. [ 18 ]

Mecanismo de solvatación

Mediante la extracción con solventes, es posible extraer uranio , plutonio , torio y muchos elementos de tierras raras de soluciones ácidas de forma selectiva, eligiendo el solvente orgánico y el diluyente adecuados. Un solvente utilizado para este fin es el organofosfato tributilfosfato (TBP). El proceso PUREX , comúnmente utilizado en el reprocesamiento nuclear, emplea una mezcla de tri-n-butilfosfato y un hidrocarburo inerte ( queroseno ). El uranio(VI) se extrae del ácido nítrico concentrado y se reextrae (despoja) con ácido nítrico diluido. Se forma un complejo de uranio soluble en materia orgánica [UO₂ ( TBP) ₂ (NO₃ ) ₂ ] , y la capa orgánica que contiene el uranio se pone en contacto con una solución diluida de ácido nítrico. El equilibrio se desplaza del complejo de uranio soluble en materia orgánica hacia el TBP libre y el nitrato de uranilo en el ácido nítrico diluido. El plutonio(IV) forma un complejo similar al del uranio(VI), pero es posible extraer el plutonio de más de una manera; se puede agregar un agente reductor que convierte el plutonio al estado de oxidación trivalente . Este estado de oxidación no forma un complejo estable con TBP y nitrato a menos que la concentración de nitrato sea muy alta ( se requieren aproximadamente 10 mol/L de nitrato en la fase acuosa). Otro método es simplemente usar ácido nítrico diluido como agente de extracción para el plutonio. Esta química PUREX es un ejemplo clásico de extracción por solvatación . En este caso, D U = k [TBP] 2 [NO 3 − ] 2 . 

Mecanismo de intercambio iónico

Otro mecanismo de extracción se conoce como mecanismo de intercambio iónico . En este caso, cuando un ion se transfiere de la fase acuosa a la fase orgánica, otro ion se transfiere en la dirección opuesta para mantener el equilibrio de carga. Este ion adicional suele ser un ion hidrógeno ; en los mecanismos de intercambio iónico, la relación de distribución suele ser función del pH . Un ejemplo de extracción por intercambio iónico sería la extracción de americio mediante una combinación de terpiridina y un ácido carboxílico en terc - butilbenceno . En este caso

D Am = k [terpiridina] 1 [ácido carboxílico] 3 [H + ] −3

Otro ejemplo es la extracción de zinc , cadmio o plomo mediante un ácido dialquilfosfínico ( R₂PO₂H ) en un diluyente no polar como un alcano . Un diluyente no polar favorece la formación de complejos metálicos no polares sin carga .

Algunos sistemas de extracción son capaces de extraer metales mediante mecanismos de solvatación e intercambio iónico; un ejemplo de este tipo de sistema es la extracción de americio (y lantánidos ) del ácido nítrico mediante una combinación de 6,6'- bis-(5,6-dipentil-1,2,4-triazin-3-il)-2,2'-bipiridina y ácido 2-bromohexanoico en terc-butilbenceno . Tanto a concentraciones altas como bajas de ácido nítrico , la relación de distribución del metal es mayor que a una concentración intermedia de ácido nítrico.

Extracción de pares iónicos

Mediante una cuidadosa selección del contraión, es posible extraer un metal. Por ejemplo, si la concentración de nitrato es alta, es posible extraer americio como un complejo de nitrato aniónico si la mezcla contiene una sal de amonio cuaternario lipofílica .

Un ejemplo más común para el químico promedio es el uso de un catalizador de transferencia de fase . Se trata de una especie cargada que transfiere otro ion a la fase orgánica. El ion reacciona y forma otro ion, que luego se transfiere de nuevo a la fase acuosa.

Por ejemplo, se requieren 31,1 kJ mol −1 para transferir un anión acetato al nitrobenceno, [ 19 ] mientras que la energía requerida para transferir un anión cloruro de una fase acuosa al nitrobenceno es de 43,8 kJ mol −1 . [ 20 ] Por lo tanto, si la fase acuosa en una reacción es una solución de acetato de sodio mientras que la fase orgánica es una solución de cloruro de bencilo en nitrobenceno , entonces, cuando un catalizador de transferencia de fase, los aniones acetato pueden transferirse desde la capa acuosa donde reaccionan con el cloruro de bencilo para formar acetato de bencilo y un anión cloruro. El anión cloruro se transfiere luego a la fase acuosa. Las energías de transferencia de los aniones contribuyen a la energía liberada por la reacción.

La reacción libera entre 43,8 y 31,1 kJ mol⁻¹ = 12,7 kJ mol⁻¹ de energía adicional en comparación con la energía que se obtendría si la reacción se hubiera realizado en nitrobenceno utilizando un peso equivalente de acetato de tetraalquilamonio . [ 21 ]

Tipos de extracciones acuosas de dos fases

Sistemas polímero-polímero. En un sistema polímero-polímero, ambas fases se generan mediante un polímero disuelto. La fase pesada suele ser un polisacárido , y la fase ligera, polietilenglicol (PEG). Tradicionalmente, el polisacárido utilizado es el dextrano . Sin embargo, el dextrano es relativamente caro, por lo que se ha investigado el uso de polisacáridos menos costosos para generar la fase pesada. Si el compuesto objetivo que se separa es una proteína o enzima, es posible incorporar un ligando al objetivo en una de las fases poliméricas. Esto mejora la afinidad del objetivo por esa fase y su capacidad de partición entre las fases. Esto, junto con la ausencia de disolventes u otros agentes desnaturalizantes, convierte a las extracciones polímero-polímero en una opción atractiva para la purificación de proteínas. Las dos fases de un sistema polímero-polímero suelen tener densidades muy similares y una tensión superficial muy baja entre ellas. Por ello, la separación de fases en un sistema polímero-polímero suele ser mucho más difícil que en una extracción con disolventes. Entre los métodos para mejorar la separación de fases se incluyen la centrifugación y la aplicación de un campo eléctrico .

Sistemas polímero-sal. Los sistemas acuosos de dos fases también pueden generarse mediante la formación de la fase pesada con una solución salina concentrada. La fase polimérica utilizada suele ser PEG. Generalmente, se emplea una sal cosmotrópica , como Na₃PO₄ ; sin embargo, se han documentado sistemas PEG-NaCl cuando la concentración de sal es suficientemente alta. Dado que los sistemas polímero-sal se separan fácilmente , son más fáciles de usar. No obstante, a altas concentraciones de sal, las proteínas suelen desnaturalizarse o precipitar de la solución. Por lo tanto, los sistemas polímero-sal no son tan útiles para la purificación de proteínas.

Sistemas de líquidos iónicos. Los líquidos iónicos son compuestos iónicos con bajos puntos de fusión. Si bien técnicamente no son acuosos, investigaciones recientes han experimentado con su uso en un proceso de extracción que no emplea disolventes orgánicos.

purificación de ADN

La capacidad de purificar ADN a partir de una muestra es fundamental para muchos procesos biotecnológicos modernos. Sin embargo, las muestras suelen contener nucleasas que degradan el ADN diana antes de su purificación. Se ha demostrado que los fragmentos de ADN se distribuyen en la fase ligera de un sistema de separación polímero-sal. Si se incorporan a la fase polimérica ligandos que se unen a las nucleasas y las desactivan, estas se distribuirán en la fase pesada y se desactivarán. Por lo tanto, este sistema polímero-sal constituye una herramienta útil para purificar el ADN de una muestra, protegiéndolo simultáneamente de las nucleasas.

Industria alimentaria

Se ha demostrado que el sistema PEG-NaCl es eficaz para separar moléculas pequeñas, como péptidos y ácidos nucleicos. Estos compuestos suelen ser aromatizantes u odorantes. El sistema podría utilizarse en la industria alimentaria para aislar o eliminar sabores específicos. La extracción de cafeína solía realizarse mediante extracción líquido-líquido, concretamente extracción líquido-líquido directa e indirecta (método del agua suiza), pero desde entonces se ha optado por el CO₂ supercrítico, ya que es más económico y puede realizarse a escala comercial. [ 22 ] [ 23 ]

Química analítica

A menudo, en alguna etapa del procesamiento de la muestra, existen especies químicas presentes o necesarias que interfieren con el análisis. Por ejemplo, en algunos casos de monitorización del aire, se hace pasar aire a través de un pequeño tubo de vidrio lleno de partículas adsorbentes recubiertas con una sustancia química para estabilizar o derivatizar el analito de interés. El recubrimiento puede tener una concentración o características tales que dañe la instrumentación o interfiera con el análisis. Si la muestra se puede extraer del adsorbente con un disolvente no polar (como tolueno o disulfuro de carbono) y el recubrimiento es polar (como HBr o ácido fosfórico), el recubrimiento disuelto se distribuirá en la fase acuosa. Evidentemente, lo contrario también es cierto: se utiliza un disolvente de extracción polar y un disolvente no polar para separar un interferente no polar. Una pequeña alícuota de la fase orgánica (o, en este último caso, de la fase polar) se puede inyectar en el instrumento para su análisis.

Purificación de aminas

Las aminas (de forma análoga al amoníaco) poseen un par de electrones no enlazantes en el átomo de nitrógeno que puede formar un enlace relativamente débil con un átomo de hidrógeno. Por lo tanto, en condiciones ácidas, las aminas suelen estar protonadas, con una carga positiva, y en condiciones básicas, suelen estar desprotonadas y ser neutras. Las aminas de bajo peso molecular son bastante polares y pueden formar enlaces de hidrógeno con el agua, por lo que se disuelven fácilmente en soluciones acuosas. Las aminas desprotonadas, por otro lado, son neutras y poseen sustituyentes orgánicos no polares y grasos , por lo que tienen mayor afinidad por los disolventes inorgánicos no polares. Por consiguiente, se pueden llevar a cabo pasos de purificación en los que una solución acuosa de una amina se neutraliza con una base como el hidróxido de sodio, se agita en un embudo de separación con un disolvente no polar inmiscible con el agua y, a continuación, se separa la fase orgánica. El procesamiento posterior permite recuperar la amina mediante técnicas como la recristalización, la evaporación o la destilación. La extracción posterior a una fase polar puede realizarse añadiendo HCl y agitando de nuevo en un embudo de separación (en cuyo caso el ion amonio podría recuperarse añadiendo un contraión insoluble), o bien, en cualquiera de las fases, podrían realizarse reacciones como parte de una síntesis química.

Extracción con solvente por variación de temperatura

La extracción con solventes mediante variación de temperatura es una técnica experimental para la desalinización de agua potable. Se ha utilizado para eliminar hasta el 98,5 % del contenido de sal en el agua y es capaz de procesar salmueras hipersalinas que no pueden desalinizarse mediante ósmosis inversa. [ 24 ]

Cinética de extracción

Es importante investigar la velocidad de transferencia del soluto entre las dos fases; en algunos casos, al modificar el tiempo de contacto, es posible alterar la selectividad de la extracción. Por ejemplo, la extracción de paladio o níquel puede ser muy lenta debido a que la velocidad de intercambio de ligandos en estos centros metálicos es mucho menor que la de los complejos de hierro o plata .

Agentes complejantes acuosos

Si hay un agente complejante presente en la fase acuosa, puede disminuir la relación de distribución. Por ejemplo, en el caso del yodo que se distribuye entre agua y un disolvente orgánico inerte como el tetracloruro de carbono , la presencia de yoduro en la fase acuosa puede alterar la química de extracción: en lugar deDI+2{\displaystyle D_{\mathrm {I} ^{+2}}}siendo una constante se convierte en

DI+2{\displaystyle D_{\mathrm {I} ^{+2}}}= k [I 2 (orgánico)]/[I 2 (aq)][I − (aq)]

Esto se debe a que el yodo reacciona con el yoduro para formar I₃⁻ . El anión I₃⁻ es un ejemplo de un anión polihaluro bastante común.

Diseño de procesos industriales

En un escenario típico, un proceso industrial utiliza una etapa de extracción en la que los solutos se transfieren de la fase acuosa a la fase orgánica; a menudo, a esta le sigue una etapa de lavado en la que se eliminan los solutos no deseados de la fase orgánica, y luego una etapa de desorción en la que se eliminan los solutos deseados de la fase orgánica. Posteriormente, la fase orgánica puede ser tratada para prepararla para su reutilización. [ 25 ] [ 26 ]

Tras su uso, la fase orgánica puede someterse a un proceso de limpieza para eliminar cualquier producto de degradación; por ejemplo, en las plantas PUREX, la fase orgánica usada se lava con una solución de carbonato de sodio para eliminar cualquier fosfato de hidrógeno de dibutilo o fosfato de dihidrógeno de butilo que pudiera estar presente.

Cálculos de equilibrio líquido-líquido

Para calcular el equilibrio de fases, es necesario utilizar un modelo termodinámico como NRTL, UNIQUAC, etc. Los parámetros correspondientes de estos modelos se pueden obtener de la bibliografía (por ejemplo, Dechema Chemistry Data Series, Dortmund Data Bank , etc.) o mediante un proceso de correlación de datos experimentales. [ 27 ] [ 28 ] [ 29 ] [ 30 ]

Extracción de metales

Los métodos de extracción para una variedad de metales incluyen: [ 31 ] [ 32 ]

Cerio

El Ce(IV) se puede separar de otros iones de tierras raras (III) utilizando ácido sulfúrico y HDEHP para producir óxido de cerio de alta pureza. [ 33 ]

Cobalto

La extracción de cobalto del ácido clorhídrico utilizando Alamine 336 (tri-octil/decilamina) en meta - xileno . [ 34 ] El cobalto también se puede extraer utilizando Ionquest 290 o Cyanex 272 { ácido bis- (2,4,4-trimetilpentil)fosfínico} .

Cobre

El cobre se puede extraer utilizando hidroxioximas como extractantes; un artículo reciente describe un extractante que tiene una buena selectividad para el cobre sobre el cobalto y el níquel . [ 35 ]

Gadolinio

El elemento de tierras raras gadolinio se puede extraer con fosfato de n- tributilo y ácido nítrico para obtener más de un kilogramo de óxido de gadolinio. [ 36 ]

Neodimio

El neodimio, un elemento de tierras raras, se extrae del hexano mediante ácido di(2-etilhexil)fosfórico por un mecanismo de intercambio iónico. [ 37 ] El neodimio también puede separarse del disprosio mediante precipitación selectiva de este último con Cyanex 272 cuando la concentración de HNO₃ es de 0,001  mol/L. [ 38 ]

Níquel

El níquel se puede extraer utilizando ácido di(2-etilhexil)fosfórico y fosfato de tributilo en un diluyente de hidrocarburo (Shellsol). [ 39 ]

Paladio y platino

Los sulfuros de dialquilo, el fosfato de tributilo y las alquilaminas se han utilizado para extraer paladio y platino. [ 40 ] [ 41 ]

Polonio

El polonio se produce en reactores a partir de 209Bi natural , bombardeado con neutrones , lo que genera 210Bi , que luego se desintegra en 210Po mediante desintegración beta-menos. La purificación final se realiza piroquímicamente con hidróxido de sodio a 500 ° C . Posteriormente , se lleva a cabo una extracción líquido-líquido con dibutilcarbitol como extractante. [ 42 ] 

Torio

El torio se puede extraer de otras tierras raras utilizando ácido sulfúrico y el extractante N1923 para producir óxido de torio con una pureza del 99,5 % y una recuperación del 99 %. [ 33 ]

Zinc y cadmio

El zinc y el cadmio se extraen mediante un proceso de intercambio iónico; la N,N,N′,N′- tetrakis(2-piridilmetil)etilendiamina (TPEN) actúa como agente enmascarante para el zinc y como extractante para el cadmio. [ 43 ] En el proceso Zincex modificado, el zinc se separa de la mayoría de los iones divalentes mediante extracción con solventes. Para ello se utiliza D2EHPA (ácido di(2)etilhexilfosfórico). Un ion zinc reemplaza el protón de dos moléculas de D2EHPA. Para separar el zinc del D2EHPA, se utiliza ácido sulfúrico a una concentración superior a 170 g/L (normalmente 240-265 g/L).

Litio

La extracción de litio es más popular debido a la alta demanda de baterías de iones de litio . El TBP (fosfato de tributilo) y el FeCl₃ se utilizan principalmente para extraer litio de la salmuera (con una alta relación Li/Mg). [ 44 ] Alternativamente, también se ha utilizado Cyanex 272 para extraer litio. Se ha descubierto que el mecanismo de extracción de litio difiere del de otros metales, como el cobalto, debido al débil enlace de coordinación entre los iones de litio y los extractantes. [ 45 ]

Véase también

Referencias

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  • Boland. Sistemas acuosos de dos fases: métodos y protocolos. Págs. 259-269.
  • https://web.archive.org/web/20100702074135/http://ull.chemistry.uakron.edu/chemsep/extraction/
  • Análisis topológico de la función de energía de Gibbs (datos de correlación de equilibrio líquido-líquido). Incluye una revisión termodinámica y una interfaz gráfica de usuario (GUI) para el análisis de superficies, líneas de enlace y matriz hessiana. Universidad de Alicante (Reyes-Labarta et al., 2015-18).
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