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EXTRACCIÒN LIQUIDO LIQUIDO Pregunta 1. Se dispone de 1 Litro de agua conteniendo 5.0 gramos de yodo. a. ¿Qué cantidad de yodo habrá en la fase acuosa después de agitar la misma tres veces con 80 cm3 de tetracloruro de carbono cada vez? b. ¿Y si se efectúa el proceso realizando una sola extracción con 240 cm3 de extractante? Dato: La constante de reparto del yodo entre Cl4C y el H2O es 85 Densidad del agua: 1.0 g/mL Densidad del tetracloruro: 1.60 g/mL Resolución a: En el sistema el CCl4 al ser más denso, esta va al fondo, como se observa en el gráfico. El extractante es el CCl
1ERA extracción:
Soluto: I 2 = 5.0 g Fase acuosa: H20= 1L Fase orgánica: CCl4=80mL=0.08L I 2 (H 2 0) = I 2 (CCl 4 ) 1era. Extracción H20 = 1L CCl4 =0.08L 2da. Extracción H20 = 1L CCl4 =0.08L 3era. Extracción H20 = 1L CCl4 =0.08L 1 L de H 0.08L de CCl 5g de I 2 x - I 2 que queda en agua después de la extracción 5-x -de I 2 disuelto en CCl
K=
C 1 FASE ORGANICA
C 2 FASE ACUOSA
Denominaremos “x 1 ” a los x gramos de I 2 que queda en la fase acuosa después de la 1era extracción.
FASE ORGANICA --C1=
5 g − x 1 0.08 L FASE ACUOSA - C2= x 1 1 L Reemplazando los datos se tiene: K= C oncentracion del I 2 en FASE ORGANICA C oncentracion del I 2 en FASE ACUOSA
5 g − x 1 0.08 L x 1 g 1 L
( 5 g − x 1 ) 1 L x 1 ∗0.08 L
85*x 1 *0.08= 5g-x 1
6.8x 1 + x 1 =5g
7.8x 1 =5g
x 1 =0.641 g ….. I 2 que queda en la fase acuosa después de la 1era extracción.
(0.640 g − x 2 ) 1 L x 2 ∗0.08 L
85*x 2 *0.08= 0.640g-x 2
6.8x 2 + x 2 =0.640g
7.8x 2 =0.640g
X 2 =0.082 g ….. I 2 que queda en la fase acuosa después de la 2da extracción.
3ra. extracción:
Denominaremos “x 3 ” a los x gramos de I 2 que queda en la fase acuosa después de la 3era. extracción.
FASE ORGANICA --C1=
0.082 g − x 3 0.08 L FASE ACUOSA - C2= x 3 1 L Reemplazando los datos se tiene: 1 L de H 0.08L de CCl
0.082 g de I 2
X 3 g de I2 disuelto en fase acuosa después de la extracción 5.0 g - 0.641 g – 0.082 g = 4.277 g de I 2 extraído con CCl
K=
C oncentracion del I 2 en FASE ORGANICA C oncentracion del I 2 en FASE ACUOSA
0.082 g − x 3 0.08 L x 3 g 1 L
(0.082 g − x 3 ) 1 L x 3 ∗0.08 L
85*x 3 *0.08= 0.082g-x 3
6.8x 3 + x 3 =0.082.g
7.8x 3 =0.082g
X 2 =0.011 g ….. I 2 que queda en la fase acuosa después de la 3ra extracción.
Después de las tres extracciones se obtiene:
(cantidad inicial de I 2 ) – (I 2 en la fase acuosa después de la 3era extracción)
5.0 g - 0.011 g = 4.989 g ……..Cantidad de I 2 después de las tres extracciones
Resolución b: En el sistema el CCl4 al ser más denso, esta va al fondo, como se observa en el gráfico. El extractante es el CCl
( 5 g − y ) 1 L y ∗0.240 L
85y0.240= 5g-y
20.4y + y =5g
21.4y=5g
y=0.234 g ….. I 2 que queda en la fase acuosa después de la extracción.
Después de las tres extracciones se obtiene:
(cantidad inicial de I 2 ) – (I 2 en la fase acuosa después de la extracción)
5.0 g - 0.234 g = 4.766 g ……..Cantidad de I 2 después de la extracción
Conclusión. Existe un mayor rendimiento de yodo después de las tres
extracciones con CCl4 que con una sola extracción.
Pregunta 2.
Si una solución de 50 mg de ácido benzoico en 80 mL de agua se extrae con
dos porciones de 25 mL de éter cada una. ¿Cuál es la cantidad total de
sustancia que se extraerá si se sabe que su K es 4 en éter/agua?
Dato: La constante de reparto del acidoBZ entre éter y el H2O es 4
Densidad del agua: 1.0 g/mL
Densidad del éter : 0.7134 g/mL
Resolución : En el sistema el agua al ser más denso, esta va al fondo, como se observa en el gráfico.
1era. extracción:
ABZ (H 2 0) = ABZ (éter) K=
C 1 FASE ORGANICA
C 2 FASE ACUOSA
Denominaremos “y” a los y gramos de ABZ que queda en la fase acuosa después de la 1 extracción.
FASE ORGANICA --C1=
5 0 m g − y 25 mL FASE ACUOSA - C2= y 80 m L Reemplazando los datos se tiene: K= C oncentracion del soluto en FASE ORGANICA C oncentracion del soluto en FASE ACUOSA 1era Extracción H20 = 80 mL Éter =25 mL 80 ml de H 25 mL de éter 50 mg de ABZ y - ABZ que queda en agua después de la extracción 50-y -de ABZ disuelto en eter
2da. extracción:
ABZ (H 2 0) = ABZ (éter) K=
C 1 FASE ORGANICA
C 2 FASE ACUOSA
Denominaremos “y” a los y gramos de ABZ que queda en la fase acuosa después de la 1 extracción.
FASE ORGANICA --C1=
22,222 m g − y 2 25 mL FASE ACUOSA - C2= y 2 80 mL Reemplazando los datos se tiene: K= C oncentracion del soluto en FASE ORGANICA C oncentracion del soluto en FASE ACUOSA
22.222 m g − y 25 m L y 80 mL
(22.222 m g − y ) 80 m L y ∗ 25 m L
4y25= 1777.76mg-80y
100y + 80y =1777.76mg
180y=1777.76mg
y=9.876 mg ….. ABZ que queda en la fase acuosa después de la 2 extracción.
Después de las dos extracciones se obtiene:
(cantidad inicial de ABZ) – (ABZ en la fase acuosa después de la 2
extracción)
50mg - 9.876mg = 40.124mg ……..Cantidad de ABZ después de las
extracciones
Conclusión. A medida que se extrae el ABZ con el éter, la concentración de
ABZ va disminuyendo en la fase acuosa, con esto inferimos que existe un
mejor rendimiento cuando se extrae de manera fraccionada.
Tarea:
¿Qué sucede si se extrae con 50mL de éter en una sola etapa?
