En general, la extracción de sustancias con disolventes orgánicos se ve influida por diversos factores, entre los que se encuentran los siguientes:
- naturaleza de la sustancia extraída y del extractante (no es una variable en su ejemplo);
- temperatura ;
- presencia de electrolitos en soluciones acuosas ;
- $ \mathrm {pH}$ del medio;
- tasa de agitación, etc.
En su caso particular probablemente sólo la temperatura y la presencia electrolítica son relevantes.
Cambio en temperatura suele afectar la distribución de manera constante y bastante grave, ya que no sólo cambia (de manera desigual) la solubilidad de las sustancias extraídas en cada fase, sino que también cambia la solubilidad mutua de las fases orgánica y acuosa. Cuando cambia la temperatura, la disociación/asociación de la sustancia en la fase correspondiente puede cambiar, lo que influye en la hidratación (disolución) y, por consiguiente, en la extraíbilidad. Lo ideal sería comprobar las gráficas de solubilidad-temperatura de su sistema, teniendo en cuenta que a menudo estos datos no pueden obtenerse por extrapolación.
Adición de sales altamente solubles ( electrolitos ) a una solución acuosa de otra sustancia puede más bajo ( salting-out efecto) o aumento ( saling-in efecto) su solubilidad en el agua. El aumento de la alta fuerza iónica también disminuye la actividad del agua en términos de deprimir sus efectos competitivos (en primer lugar, la solubilidad).
El efecto de salinización de los electrolitos depende de la naturaleza y las propiedades de la sustancia extractora y de la concentración, la carga y los radios iónicos de los iones de salinización. Los iones más pequeños con mayor carga tienen una mayor densidad de carga que los iones con un radio mayor, por lo que se hidratan mejor. $ \ce {NaCl}$ y $ \ce {Na2SO4}$ se utilizan comúnmente para la salazón de sustancias orgánicas. Sin embargo, esta regla tiene varias excepciones. Algunos no electrolitos que son bien solubles en agua también tienen un efecto salino. Por ejemplo, el alcohol etílico elimina el ácido acético de sus soluciones acuosas al ser extraído con acetato de etilo.
El fenómeno de salting-in/out se explica a menudo sobre la base del modelo electrostático propuesto por Debye y McAulay, examinado en [ 1 y puede ser aproximadamente descrito por medio de una ecuación:
$$c/c^ \circ = 1 - K_D \cdot c_ \mathrm {s} + A \cdot c_ \mathrm {s}^{0.75},$$
donde $c^ \circ $ y $c$ son solubilidades [ $ \pu {mol L-1}$ de no-electrolito en disolvente puro y disolvente con sal, respectivamente; $K_D$ y $A$ - coeficientes empíricos; $c_ \mathrm {s}$ - concentración de sal.
Su explicación coincide con la de la teoría original de Debye:
Esta teoría describe el efecto de "salitre" como consecuencia de la agregación de las moléculas de agua de mayor polaridad alrededor de los iones debido al campo de estos últimos. Las moléculas no electrolíticas menos polares tienden a congregarse en las partes de la solución más alejadas del campo de los iones, con el resultado neto de que se produce un aumento de las moléculas de agua alrededor de los iones y de las no electrolíticas en las regiones de la solución alejadas de los iones. Se produce así una reducción de la solubilidad del no-electrolito, referida al total de agua presente, debido al aumento de la relación agua-no electrolito en esas regiones de la solución que contiene el no-electrolito.
El criterio de polaridad que emplea Debye es la constante dieléctrica de la solución acuosa saturada del no-electrolito en relación con el agua a la misma temperatura. Sobre esta base, si la solución saturada tiene una constante dieléctrica inferior a la del agua, la "salazón" se produce en presencia de la sal añadida. Si la constante dieléctrica de la solución no electrolítica saturada es superior a la del agua, el no electrolito se vuelve más soluble en la solución salina o es "salado en". Esto significa que el no-electrolito tiende a agregarse alrededor de los iones a expensas del agua, y por lo tanto la proporción agua no-electrolito en las regiones eliminadas de los iones se reduce y el agua total presente puede contener más no-electrolito en la solución.
Además, en la bioquímica, la llamada Serie Hofmeister se utilizan para favorecer la extracción de proteínas mediante la salazón para determinadas condiciones.
Referencias
- Gross, P. M. La "salazón" de los no-electrolitos de las soluciones acuosas. Revisiones químicas 1933 , 13 (1), 91–101. https://doi.org/10.1021/cr60044a007 .
