Practica de Extracción.
Integrantes: Ingrid M. Sorto 20041000164 Dania M. Reyes 20062001398 Kevin Palma
20022002732
INTRODUCCION La extracción líquido-líquido es una operación unitaria muy común que tiene una aplicación cada vez mayor en las industrias debido a su gran adaptabilidad. Es una operación muy similar a las operaciones de contacto gas-líquido, obteniéndose en muchos aspectos los mismos resultados. La extracción líquida, llamada algunas veces extracción con disolventes, es la separación de los componentes de una solución líquida por contacto con otro líquido insoluble. Si las sustancias que componen la solución original se distribuyen de manea distinta entre las dos fases líquidas, se puede lograr cierto grado de separación, que puede incrementarse mediante el uso de contactos múltiples o su equivalente en la forma de la absorción de gases y la destilación.
En la presente practica se realizo una extracción liquido-liquido de acido benzoico contenido en keroseno, dicho soluto se someterá a un proceso de extracción batch utilizando agua como sustancia acarreadora del acido; es decir, que el extracto será una disolución de agua y acido benzoico y el refinado será una solución de keroseno y acido benzoico. La misión es determinar la cantidad de acido benzoico transferida al agua.
CONCLUSIONES La práctica realizada ha dejado las siguientes conclusiones:
1. El uso de hidróxido de sodio para la titulación fue de vital importancia debido a que este reaccionara estequiometricamente con el Acido Benzoico, de esto se puede concluir que para un gasto tan bajo de NaOH (como es este caso) existe poca cantidad de acido benzoico presente en la alícuota tomada, es decir, que la cantidad de acido benzoico transferido al agua fue disminuyendo a su paso por cada una de las tres etapas de extracción.
2. El rendimiento de cada etapa fue bajo, esto se debió en parte a la baja cantidad de acido transferida al agua, pero algo de vital importancia y que provoco este bajo porcentaje fue; que el Acido Benzoico es mas soluble en Keroseno que en el agua, dicha solubilidad fue quien presento la resistencia para la transferencia de masa. Una forma efectiva para adquirir mejores rendimientos es realizar la operación en sentido inverso al presentado, en el cual la alimentación sea de acido mas agua y el extracto sea de keroseno mas acido.
3. La discrepancia entre los resultados obtenidos en la práctica en relación a los teóricos se debe en parte a un error instrumental, y otro al error humano.
PROCEDIMIENTO DE OPERACIÓN 1. Se prepara una solución de Keroseno con Acido Benzoico, esto se logra mezclando bien 0.8 gramos de acido benzoico con 1 L de Keroseno, esto conforma la alimentación de la primera etapa.
2. La alimentación se mezcla y agita en un recipiente contenedor de 1 L de agua, la nueva solución bien agitada se vierte en un embudo de separación, se espera cierto tiempo para lograr la transferencia.
3. Del embudo se obtienen dos soluciones:
El Agua con el Acido Benzoico transferido: esta solución constituye el extracto, del cual se toma una alícuota de 200ml y se lleva a su titulación con NaOH a 0.064N.
La segunda solución forma el refinado y es el Keroseno con el Agua, la cual se convierte en la nueva alimentación de la siguiente etapa.
4. La segunda etapa corresponde al mezclado de la nueva alimentación en un reactor con 1.5 L de agua y se realiza el proceso anterior.
5. En la tercera etapa la alimentación, que corresponde al refinado de la segunda etapa, se mezcla con 2 L de agua.
ANEXOS
GRAFICAS TABLA DE RESULTADOS CALCULOS NOMENCLATURA BIBLIOGRAFIA
GRAFICAS Gráfico 1: Datos de Equilibrio
Equilibrio Acido Benzoico -Kerosen - Agua
Fase Acuosa
0.002
0.001
0 0
0.001
0.002
0.003
0.004
Fase Organica
0.005
0.006
0.007
Gráfico 2: Método gráfico para cálculos de extracción
Equilibrio Acido Benzoico -Kerosen - Agua 0.001 0.0009 0.0008
Fase Acuosa
0.0007 0.0006 0.0005 0.0004 0.0003 0.0002 0.0001 0 0
0.0001 0.0002 0.0003 0.0004 0.0005 0.0006 0.0007 0.0008 0.0009 Fase Organica
Extraccion 1
Extraccion 2
Extraccion 3
0.001
TABLAS DE DATOS Tabla 1: Datos de equilibrio Fase orgánica (X) Fase acuosa (Y) 0 0 0,00007 0,00013 0,00015002 0,00020004 0,00047022 0,00040016 0,00090081 0,00060036 0,00145211 0,00080064 0,0021245 0,001001 0,00288832 0,00120144 0,00378427 0,00140196 0,00479286 0,00160256 0,00615769 0,00180325
Tabla 2: Relaciones en peso teórica de extracto y refinado en cada etapa (método gráfico)
E1 X(org) 0,00048 0,00098
Y(ac) 0,00041 0 E2
0,00048 0,00013
0 0,00018 E3
0,00013 0,00001
0 0,000032
Tabla 3: Resultados Prácticos obtenidos Extracto Etapa
Refinado
1
V agua (ml) 1000
V alícuota (ml) 200
V NaOH (ml) 5,05
g Acido benzoico 0,0332
2
1500
200
1,3
3
2000
200
0,8
Y
X
N NaOH
0,064
0,000166
g Acido benzoico 0,7668
0,000947
ρKerosene
0,81 g/ml
0,0039
0,0000195
0,7629
0,000942
ρAgua
1g/ml
0,0000
0,000000
0,7629
0,000942
Pe Acido benzoico
122,1 mg/meq
Procedimiento de Cálculo
Cálculos en base a datos prácticos
Concentración de Acido Benzoico:
En la alimentación:
Concentración:
XF = 0,000988 g acido benzoico/ g kerosene
En el extracto 1:
Gramos de acido benzoico: (
)
Datos
(
)
Concentración Y:
En el refinado 1:
Gramos de acido benzoico: Obtenido por diferencia ya que no fue titulado el refinado
Concentración:
X1 =0,000947
Cálculos teóricos usando método gráfico
Etapa 1 de extracción
Pendiente de la línea de operación: m = -A/B
A = V kerosene * ρkerosene = 1000ml * 0,81 g/ml =810 g B1 = V agua en extracción 1 * agua * = 1000ml * 1g/ml = 1000g
m = - 810/1000 = -0,81
El punto de intercepción de la línea de operación con línea de equilibrio da los valores teóricos del extracto y refinado en la primera etapa: X1 = 0,00048 Y1 = 0,00041
Nomenclatura V:
Volumen en ml
XF :
Fracción libre de soluto en l alimentación
X1, 2,3:
Fracción libre de soluto en el refinado 1,2 ó 3
Y1, 2,3:
Fracción libre de soluto en el extracto 1,2 ó 3
A:
Masa de Solvente portador del acido benzoico en g
B:
Masa de solvente extractor en g
ρ:
Densidad en g/ml
N:
Normalidad en meq/ml
BIBLIOGRAFIA Procesos de Transporte y Operaciones Unitarias C.J. Geankoplis Tercera Edición Elementos de Ingeniería Química Ángel Vian y Joaquín Ocon Quinta Edición Operaciones de Transferencia de Masa Robert E. Treybal Segunda Edición
