fundamentos de los Fluidos.
La extracción líquido-líquido es una técnica empleada habitualmente en química y cuyo objetivo es la separación de un soluto que se distribuye entre dos líquidos inmiscibles entre sí. Por lo tanto el objetivo de la técnica puede ser tanto la separación de compuestos, así como su concentración en una determinada fase.
Cuando dos líquidos inmiscibles se ponen en contacto se forman dos fases diferenciadas, de tal forma que los solutos que se encuentran disueltos en las mismas se distribuyen entre ambas, pasando de una a otra a través de la interfase. La distribución del soluto entre las dos fases tiene lugar hasta que se alcanza un equilibrio dinámico. Una vez que se establece dicho equilibrio, la relación de las concentraciones de un soluto entre ambas fases es un valor constante a una determinada temperatura, que se denomina Constante del equilibrio de reparto o simplemente Coeficiente de Reparto, y que podemos definir como:
y que por lo tanto se trata de una relación de concentraciones del soluto entre dos líquidos inmiscibles α y β.
La mayor o menor afinidad de un soluto por un determinado disolvente es un reflejo de las interacciones a nivel molecular entre las moléculas de soluto y disolvente, de tal forma que, por ejemplo, un soluto polar tendrá mayor afinidad a disolverse en un disolvente también polar y poca afinidad a hacerlo en uno apolar.
En esta práctica, se tratará de determinar el coeficiente de reparto del yodo (I2) entre dos disolventes inmiscibles como son el agua y el diclorometano. Puesto que el yodo es una molécula apolar, es de esperar que muestre una mayor afinidad por el diclorometano, que es un disolvente mucho menos polar que el agua.
La extracción líquido-líquido se lleva a cabo habitualmente en un embudo de decantación, en el que se añaden los dos disolventes inmiscibles, con el soluto disuelto en uno de ellos o ambos. Puesto que el equilibrio de reparto puede tardar bastante en alcanzarse, se suele agitar vigorosamente el embudo con el fin de que ambas fases se mezclen por completo, aumentando así de forma considerable la interfase o superficie de contacto entre ambas y favoreciendo de esta forma que el equilibrio se establezca en un tiempo menor.
Una vez alcanzado el equilibrio, es necesario determinar la concentración del soluto en ambas fases, para de esta forma poder calcular el coeficiente de reparto. En nuestro caso, la concentración de yodo se determinará por valoración volumétrica, mediante reacción con tiosulfato (S2O3=). Se trata de una reacción redox en la que el yodo se reduce a ion yoduro, y el tiosulfato se oxida a tetrationato (S4O6=), de acuerdo con la siguiente reacción global:
Las disoluciones de yodo son coloreadas por lo que la total desaparición del color indica el punto en el que todo el yodo ha reaccionado, y por lo tanto, el punto final de la valoración. No obstante, para apreciar mejor el punto final se suele añadir como indicador una disolución de almidón y yoduro potásico, pues el yodo en presencia de ion yoduro da lugar al ion triyoduro, que a su vez forma un complejo fuertemente coloreado con el almidón.