Extraccion solido-liquido.

...

Nomenclatura a usar en extracción sólido-líquido:

L0 = g. de la carga alimento

V0 = g. del disolvente añadido

D = g. de la disolución retenida por el sólido.

R = Retención = g. de disolución retenida/ g. de sólido inerte = D / I

L1 = g. de la fase sólida con disolución retenida.

V1 = g. de la disolución resultante.

(x0 )B = Concentración, fracción en peso, del soluto de la carga sólida.

yB = Concentración, fracción en peso, de soluto en la disolución (soluto y disolvente).

xc = Ordenada en cualquier punto perteneciente a la curva de equilibrio. Este valor viene dado por la expresión:

[pic 4]

3. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL:

Apartado A: Determinación de la línea de retención de equilibrio del sistema ternario arena-agua-azúcar

Para delimitar la zona operativa del diagrama triangular se calcula el punto de saturación de una disolución agua-azúcar. Para ello se disuelve azúcar hasta saturación, en 200 gramos de agua destilada, y se determina el % de azúcar mediante un refractómetro que se encuentra calibrado en torno a 20 °C. Se conoce previamente el dato de que aproximadamente la saturación equivale al 40 % en peso de azúcar.

Cada medida del refractómetro es evaluada por los 3 miembros del grupo hallándose la media en caso de no uniformidad.

Mediante una balanza se pesan los 15 matraces a utilizar para el experimento.

Dichos matraces están enumerados del 1 al 15 y en los primeros 5 se añaden entre 15 y 20 g de arena, nuestro componente inerte.

Se pesan estos 5 matraces de nuevo obteniendo el peso del matraz mas la arena.

Se determina analíticamente el volumen de saturado necesario para crear disoluciones equidistantes de un volumen total de 50 ml, entre el % de azúcar que contiene el agua destilada (0%) y el % de azúcar de la disolución saturada. En nuestro caso al ser los extremos 0 % y aproximadamente 40% se opta por usar aproximadamente los porcentajes de 10%, 20 % y 30%.

En los matraces numerados del 6 al 10 se colocan 50 ml de disolución de azúcar en agua obtenida a partir de nuestra disolución madre inicial y agua destilada con los correspondientes porcentajes de azúcar en peso: en matraz 6 la disolución es al 0%, en el matraz 7 es al 10%, en el matraz 8 es al 20%, en el matraz 9 es al 30% y en el matraz 10 es al 40%. En el apartado de cálculos y datos experimentales se verán los valores reales de concentración hallados en la práctica midiendo estas 5 disoluciones en el refractómetro.

Una vez más se pesan los matraces con su contenido.

Se vierte el contenido de los matraces del 6 al 10 a los matraces del 1 al 5 que contienen el componente inerte (ejemplo: el matraz 6 se vierte al matraz 1, el 7 al 2, y así sucesivamente).

Ahora se realiza el mismo proceso para los 5 matraces, cuidando al máximo que l proceso sea idéntico para los 5 casos: se remueven cuidadosamente los matraces con objeto de homogeneizar la disolución contenida en cada uno de ellos, se dejan reposar un poco y se realiza la decantación.

Para la decantación, se recoge cuidadosamente el extracto en los matraces del 11 al 15 (por ejemplo el matraz 1 se vierte el extracto en el matraz 11, el matraz 2 en el 12, y así sucesivamente), procurando que todo el lodo quede en el matraz original. A continuación, se pesan los matraces que contienen el extracto y los que contienen el lodo, y se mide el % de azúcar en el refractómetro de cada uno de los extractos recogidos.

Todos estos datos de pesos y concentraciones nos permitirán en los cálculos obtener la curva de retención.

Apartado B: Estudio teórico –experimental de una extracción múltiple simple en tres etapas:

En un matraz se introducen 15 gramos de componente inerte (arena), y se pesa, y la mitad del componente soluto (azúcar), es decir 7,5 gramos, y se pesa.

Se homogeneiza la mezcla, se añade agua destilada, se agita un poco y, después de dejarla reposar, se procede ala decantación recogiendo la fase extracto en un segundo matraz.

Se pesa y se mide su concentración de azúcar en el refractómetro. También se pesa el matraz original que contiene el lodo.

Se añade al matraz que contiene el lodo un determinado volumen de agua destilada, se agita, se deja reposar, y finalmente se procede a la decantación. El extracto recogido en un nuevo matraz se pesa (previamente se ha de haber pesado sólo el matraz) y se mide el % de azúcar en el refractómetro, y lo mismo para una tercera etapa.

Este método de extracción múltiple en tres etapas, permite comprobar la validez de la recta de retención trazada a partir de los valores del factor de retención del apartado A.

4. DATOS EXPERIMENTALES:

En la siguiente tabla se muestran los datos obtenidos de masas para la resolución del apartado A:

Matraz

1

2

3

4

5

Masa matraz (g)

53,67

54,69

57,19

52,83

52,70

Masa arena añadida (g)

17,15

18,27

17,51

17,34

17,33

Masa matraz + lodo (g)

75,57

78,74