Cite algumas características importantes dos solventes utilizados durante uma extração líquidolíquido.
Passo 1
O enunciado pede: “Cite algumas características importantes dos solventes utilizados durante uma extração líquido-líquido.”
Informações que temos/precisamos considerar (lista do que vou responder): qualidades físicas e químicas que tornam um solvente adequado para extrair um soluto de uma fase aquosa para uma fase orgânica; conceitos que justificam essas qualidades (como coeficiente de partição); aspectos práticos e de segurança que influenciam a escolha. Não vou resolver cálculo específico aqui, só listar e explicar as características pedidas.
Informações que temos/precisamos considerar (lista do que vou responder): qualidades físicas e químicas que tornam um solvente adequado para extrair um soluto de uma fase aquosa para uma fase orgânica; conceitos que justificam essas qualidades (como coeficiente de partição); aspectos práticos e de segurança que influenciam a escolha. Não vou resolver cálculo específico aqui, só listar e explicar as características pedidas.
Passo 2
Entendendo o princípio básico (mini-aula): extração líquido-líquido é baseada em partição do soluto entre duas fases imiscíveis até o equilíbrio. O conceito central é o coeficiente de partição
, definido como
onde
é a concentração do soluto na fase orgânica e
é a concentração na fase aquosa, ambos no equilíbrio. Explico: quanto maior
, maior a tendência do soluto ir para a fase orgânica.
Passo 3
Como usar
na prática (mini-exemplo e fórmula útil): se eu tenho volume de fase aquosa
contendo todo o soluto inicialmente e realizo
extrações com volumes iguais
do solvente orgânico, a fração extraída total
é
Significado das variáveis:
= volume da fase aquosa,
= volume do solvente orgânico usado em cada extração,
= número de extrações. O ponto didático: várias extrações pequenas podem ser mais eficientes que uma extração grande.
Passo 4
Imiscibilidade com a fase aquosa: o solvente deve ser essencialmente imiscível com água para formar duas fases bem definidas. Se houver muita solubilidade mútua, perde-se eficiência e pode complicar separação. Observação prática: alguns solventes (éteres) têm solubilidade parcial em água; isso pode ser tolerável em pequena proporção, mas não é ideal.
Passo 5
Densidade relativa à água (qual camada fica em cima/baixo): a densidade do solvente determina se a fase orgânica ficará acima ou abaixo da aquosa — informação útil para separar as camadas. Exemplos práticos (comuns na memória de prova): solventes menos densos que água (fase orgânica em cima) incluem éter etílico; solventes mais densos (fase orgânica embaixo) incluem diclorometano e clorofórmio. Sempre verificar no rótulo/na ficha técnica.
Passo 6
Polaridade e compatibilidade com o soluto: “semelhança dissolve semelhança” — solutos polares preferem solventes polares; solutos apolares preferem solventes apolares. Assim, escolha um solvente cuja polaridade favoreça a solubilidade do soluto na fase orgânica, aumentando
. Exemplos: hexano (muito apolar) para compostos muito apolares; etil acetato (moderadamente polar) para compostos polares-apolares; diclorometano (moderado) para muitos orgânicos.
Passo 7
Capacidade de seletividade e uso de pH (extração ácido/base): para ácidos ou bases fracas é comum ajustar o pH da fase aquosa para transformar o soluto em sua forma ionizada (solúvel em água) ou neutra (solúvel em orgânico). Ex.: um ácido carboxílico pode ser convertido em sal (hidrossolúvel) com base, e depois regenerado e extraído com solvente orgânico. Portanto, o solvente deve permitir esse esquema (não reagir com pH extremo).
Passo 8
Coeficiente de partição prático: o valor de
deve ser suficientemente alto (favorável) para que a extração seja eficiente com volumes práticos de solvente. Se
for próximo de 1 ou menor, múltiplas extrações ou outro solvente são necessários. Lembrete prático: compare
entre opções de solventes antes de decidir.
Passo 9
Baixo risco de formação de emulsões: solventes que tendem a formar emulsões com a fase aquosa atrapalham a separação; por isso, escolha solventes com menor tendência a emulsificar ou use técnicas (salting out, centrifugação) se necessário. Viscosidade e tensão superficial da mistura influenciam esse comportamento.
Passo 10
Ponto de ebulição e facilidade de remoção: após extrair, normalmente quero evaporar o solvente para recuperar o soluto. Solventes com ponto de ebulição muito alto são mais difíceis de remover; solventes com ponto de ebulição muito baixo podem ser perigosos/evaporar rápido demais. Escolher um solvente que possa ser removido sem decompor o produto (por evaporação suave ou rotações evaporadora).
Passo 11
Inércia química e compatibilidade com o soluto e com agentes de secagem: o solvente não deve reagir com o soluto (evitar oxidação, cloração, hidrólise). Além disso, deve ser compatível com agentes de secagem (por ex., sulfato de magnésio) e com materiais do laboratório (vidrarias, vedações). Alguns solventes formam peróxidos (éter) — isso é um risco e exige manuseio/armazenamento adequado.
Passo 12
Toxicidade, inflamabilidade e impacto ambiental: escolher solventes menos tóxicos e menos perigosos quando possível. Considere inflamabilidade (éter, hexano), toxicidade aguda/crônica (clorofórmio, diclorometano), descarte e regulamentação. Em prova, citar segurança sempre conta pontos.
Passo 13
Custo, disponibilidade e odor: em rotina de laboratório, preço e disponibilidade contam. Odor forte pode dificultar o trabalho; solventes de baixo odor ou com boa ventilação preferíveis.
Passo 14
Resumo prático tipo “checklist de prova” (eu faço assim quando preciso escolher rápido): verificar imiscibilidade; densidade; afinidade/polaridade (e
quando souber); tendência a emulsificar; facilidade de remoção (ponto de ebulição); inércia química; segurança (tox./inflam.); custo/disponibilidade.
Resposta
Imiscibilidade com água (formar duas fases bem definidas).
Densidade relativa (define camada orgânica em cima/embaixo).
Polaridade compatível com o soluto (maximizar o coeficiente de partição ).
Alto coeficiente de partição prático (favorece extração com volumes razoáveis).
Baixa tendência a formar emulsões.
Estabilidade química / inércia frente ao soluto e a reagentes (não reagir).
Ponto de ebulição adequado (facilidade de remoção sem decompor o produto).
Compatibilidade com agentes de secagem e materiais do laboratório.
Toxicidade, inflamabilidade e impacto ambiental aceitáveis (segurança).
Custo, disponibilidade e odor que permitam uso prático.
Densidade relativa (define camada orgânica em cima/embaixo).
Polaridade compatível com o soluto (maximizar o coeficiente de partição
Alto coeficiente de partição prático (favorece extração com volumes razoáveis).
Baixa tendência a formar emulsões.
Estabilidade química / inércia frente ao soluto e a reagentes (não reagir).
Ponto de ebulição adequado (facilidade de remoção sem decompor o produto).
Compatibilidade com agentes de secagem e materiais do laboratório.
Toxicidade, inflamabilidade e impacto ambiental aceitáveis (segurança).
Custo, disponibilidade e odor que permitam uso prático.