Por que a água é geralmente usada como um dos solventes na extração líquido-líquido?
Passo 1
Beleza, vamos recapitular o que o enunciado está pedindo. A pergunta é: “Por que a água é geralmente usada como um dos solventes na extração líquido-líquido?” Esse assunto cai na matéria de operações unitárias ou química analítica, na parte de extração líquido-líquido. Pra resolver, a gente vai precisar entender o que é extração, o que é coeficiente de partição e as propriedades da água (polaridade, miscibilidade, custo etc.).
Passo 2
Antes de mais nada, o que é extração líquido-líquido?
É uma técnica pra separar um soluto A que está dissolvido em um solvente “fase 1” quando a gente mistura esse “fase 1” com um outro solvente imiscível, a “fase 2”. Aí o soluto A se distribui entre as duas fases de acordo com o coeficiente de partição (ou distribuição)
É uma técnica pra separar um soluto A que está dissolvido em um solvente “fase 1” quando a gente mistura esse “fase 1” com um outro solvente imiscível, a “fase 2”. Aí o soluto A se distribui entre as duas fases de acordo com o coeficiente de partição (ou distribuição)
K = [A]_org / [A]_aq
onde [A]_org é a concentração de A na fase orgânica e [A]_aq na fase aquosa.
Passo 3
O que a gente quer é que A prefira ficar em uma das fases, pra facilitar a separação. A água funciona super bem como uma fase porque:
- É muito polar (graças ao momento de dipolo e às ligações de hidrogênio), então dissolve bem solutos polares ou iônicos;
- Tem constante dielétrica alta (~80), logo solutos carregados ou polares “se sentem em casa” na água;
- É totalmente imiscível com muitos solventes orgânicos apolares (hexano, clorofórmio, éter), o que é essencial pra ter duas fases bem definidas.
Passo 4
Além disso, a água:
- É baratíssima e abundante, então não pesa no custo do processo;
- É atóxica e segura (comparada a vários solventes orgânicos);
- Tem alta capacidade térmica, o que ajuda no controle de temperatura durante a extração;
- É fácil de descartar (ou tratar) depois, reduzindo impacto ambiental.
Passo 5
Resumindo, a teoria por trás é: pra maximizar a eficiência da extração líquido-líquido, você quer duas fases imiscíveis com polaridades diferentes. A água traz polaridade forte, baixa toxicidade, baixo custo e imiscibilidade com solventes orgânicos. Isso garante um coeficiente de partição favorável pro soluto que a gente quer extrair ou purificar.
Resposta
A água é usada porque, sendo altamente polar e imiscível com solventes orgânicos apolares, permite uma boa separação do soluto entre as duas fases; além disso ela é barata, não tóxica, fácil de usar e de descartar, o que torna o processo prático e eficiente.