ΕΚΧΥΛΙΣΗ Μέθοδος απομόνωσης και παραλαβής μιας ή περισσότερων ενώσεων από ένα μίγμα με βάση τις διαφορές στη διαλυτότητα

Συντελεστής κατανομής ή συντελεστής διαχωρισμού (Κ) Ο λόγος των διαλυτοτήτων μιας ένωσης σε δύο μη αναμίξιμους διαλύτες Διαλυτότητα στον διαλύτη 1 C1 Κ = ------------------------------------------ = ---- Διαλυτότητα στον διαλύτη 2 C2

H επιθυμητή ένωση διαλύεται σε κατάλληλο διαλύτη, που ονομάζεται εκχυλιστικό υγρό, και ανακινείται με δεύτερο μη αναμίξιμο διαλύτη - οι δύο διαλύτες διαχωρίζονται σε δύο στιβάδες, η μία πάνω από την άλλη.

Για παράδειγμα, μία ένωση Α έχει συντελεστή κατανομής Κ = 2 στο μίγμα διαλυτών αιθέρα-νερό, δηλαδή η ένωση Α είναι περισσότερο διαλυτή στον αιθέρα, ο οποίος θα είναι το εκχυλιστικό υγρό. Αν έχουμε 300 μόρια της ένωσης Α, τότε αυτά θα κατανεμηθούν μεταξύ ίσων ποσοτήτων (100 ml) αιθέρα και νερού, ως εξής:  

Μεγαλύτερη ποσότητα εκχυλιστικού υγρού Αν όμως χρησιμοποιηθεί διπλάσια ποσότητα αιθέρα (200 ml), τότε η κατανομή της ένωσης Α θα γίνει ως εξής: Μεγαλύτερη ποσότητα εκχυλιστικού υγρού παραλαμβάνεται μεγαλύτερη ποσότητα ουσίας

ΑΡΑ Χ1 = 200 μόρια Χ / 100 ml αιθέρα Κ = --------------------------- = 2 (100-Χ) / 100 ml νερό ΑΡΑ Χ2 = 67 μόρια Ο συνολικός αριθμός δηλαδή των μορίων που θα μεταφερθούν στην αιθερική στιβάδα με τις δύο εκχυλίσεις είναι 200 μόρια από την πρώτη εκχύλιση + 67 μόρια από την δεύτερη εκχύλιση = σύνολο 267 μόρια. Ενώ με μία εκχύλιση με την ίδια ποσότητα αιθέρα (200 ml) θα μεταφερθούν στην αιθερική στιβάδα 240 μόρια .

Επομένως, είναι αποτελεσματικότερο να γίνουν δύο εκχυλίσεις με τη μισή ποσότητα εκχυλιστικού υγρού, παρά μία μόνο εκχύλιση με όλη την ποσότητα του εκχυλιστικού υγρού. Δηλαδή, μία ορισμένη ποσότητα εκχυλιστικού υγρού δίνει καλύτερα αποτελέσματα όταν χρησιμοποιηθεί σε δόσεις για περισσότερες εκχυλίσεις ενός μίγματος, παρά αν χρησιμοποιηθεί ολόκληρη για μία μόνο εκχύλιση.

ΤΕΧΝΙΚΗ ΤΗΣ ΕΚΧΥΛΙΣΗΣ

Προβλήματα κατά την εκχύλιση Ένα συνηθισμένο και σοβαρό πρόβλημα κατά τη διαδικασία της εκχύλισης είναι να μη διαχωρίζονται καλά οι στιβάδες, λόγω του σχηματισμού γαλακτώματος. Για τη διάσπαση των γαλακτωμάτων χρησιμοποιούνται διάφορες τεχνικές, π.χ. να προστεθεί οξύ ή βάση για τη μεταβολή του pH του διαλύματος, είτε να προστεθεί ανόργανο άλας για τον κορεσμό της υδατικής φάσης. Π.χ. προσθέτουμε NaCl ώστε να γίνει κορεσμός της υδατικής στιβάδας με το χλωριούχο νάτριο και έτσι να ελαττωθεί η διαλυτότητα των οργανικών ενώσεων (εκχυλιστικών υγρών και εκχυλιζόμενων ενώσεων) στην υδατική στιβάδα. Η διαδικασία αυτή ονομάζεται εξαλάτωση.

Ξήρανση Μετά την εκχύλιση ακολουθεί η ξήρανση. Η ξήρανση, δηλαδή γίνεται με η απομάκρυνση του νερού από τα διαλύματα οργανικών ουσιών σε οργανικούς διαλύτες, την άμεση επαφή τους με ένα ανόργανο ξηραντικό μέσο. Τα πιο διαδεδομένα ξηραντικά είναι το άνυδρο CaCl2 και το άνυδρο Νa2SO4.

Διαχωρισμός μίγματος οργανικών ενώσεων με τη μέθοδο της εκχύλισης με βάση τις ιδιότητες οξέων – βάσεων.   Πως μπορούμε να αλλάξουμε τη διαλυτότητα μιας οργανικής ένωσης; Οι περισσότερες οργανικές ενώσεις είναι πιο διαλυτές στους οργανικούς διαλύτες παρά στο νερό (συντελεστής κατανομής συνήθως Κ>4). Όμως ορισμένες τάξεις οργανικών ενώσεων μπορούν να μετατραπούν σε ευδιάλατα στο νερό οργανικά άλατα και έτσι να διαχωρισθούν από ένα μίγμα

Στα οργανικά οξέα περιλαμβάνονται τα καρβοξυλικά οξέα (ισχυρά οξέα) και οι φαινόλες (ασθενή οργανικά οξέα).

Στις οργανικές βάσεις περιλαμβάνονται οι αμίνες.