Extrakce

Extrakce je separační metoda, při které přechází složka ze směsi látek v kapalné či tuhé fázi do jiné kapalné fáze. Na rozdíl od destilace, krystalizace a sublimace je extrakce velmi výhodná pro izolaci tepelně nestálých látek, protože se může provádět i za laboratorní teploty nebo za chladu.

Obecně platí, že opakovaná extrakce několika menšími dávkami rozpouštědla je účinnější než jediná extrakce celým množstvím rozpouštědla.

Extrakce z pevné fáze do kapaliny

  • Macerace - je nejjednodušší extrakce, při níž se tuhá fáze rozmíchá s rozpouštědlem a zfiltruje. Látka je dokonale vyloučena tehdy, když několik kapek posledního podílu extrakční kapaliny po odpaření na hodinovém skle nezanechává zbytek.
  • Digesce - je macerace horkým rozpouštědlem.
  • Kontinuální extrakce v Soxhletově extraktoru

Extrakce z kapaliny do kapaliny

Extrakce látek z vodných roztoků je důležitou základní operací při práci v organické laboratoři. Extrakce z kapaliny do kapaliny je založena na přechodu rozpuštěné látky z jedné kapalné fáze do druhé. Může být použita buď k získání požadované látky z roztoku, nebo k odstranění nežádoucí nečistoty z rozpouštědla. Pokud nalezneme vhodné extrakční činidlo, je extrakce velmi účinnou separační metodou. V praxi bývá jedním rozpouštědlem voda (nebo vodný roztok), zatímco druhé rozpouštědlo je organické, s vodou nemísitelné. Avšak je vhodné podotknout, že systémy mohou být i nevodné, např. soutstava roztavený kov – roztavená sůl (např. rtuť – elektrochemické metody, vznik a rozklad amalgamu).

Látky mohou být ve vodné fázi rozpuštěny, emulgovány či suspendovány a lze je získat extrakcí jiným rozpouštědlem, které se nemísí s původním roztokem (fází), takže se vytvářejí dvě zřetelně ohraničené vrstvy. Takové vrstvy vznikají např. při smíšení vody s četnými organickými rozpouštědly (etherem, chloroformem, benzenem, cyklohexanem).

Účinnost závisí na rozdílu rozpustnosti oddělované látky v obou použitých rozpouštědlech.

Rozdělovací koeficient

K = corg / cvod

K ... rozdělovací koeficient
corg ... koncentrace rozpuštěné látky v organické fázi
cvod ... koncentrace rozpuštěné látky ve vodné fázi

Rozdělovací koeficient závisí na typu rozpouštědel, rozpuštěné látce, teplotě, dalších látkách přítomných v systému aj.

Separační factor

Separační factor je poměr dvou rozdělovacích koeficientů. Charakterizuje schopnost systému oddělit od sebe dvě rozpuštěné látky.

Extrakce bez chemické přeměny

Některé látky (např. vzácné plyny) s rozpouštědly během extrakce skutečně chemicky nereagují. To je nejjednodušší případ extrakce. V jiných případech se zdá, že rozpuštěná látka nepodlehla chemické přeměně, avšak zjisíme, že jejich rozdělovací koeficient definovaný vztahem K = corg / cvod závisí na koncentraci. Takové látky v jednom rozpouštědle (obvykle organickém) podléhají dimerizaci. Často se stává, že karboxylové kyseliny (označme je HA) podlehnou dimerizaci při extrakci do organického rozpouštědla (např. benzenu). Pak je správný výraz pro rozdělovací koeficient:K = c2org / cvod

Extrakce s chemickou změnou

Podle způsobu provedení extrakce z kapaliny do kapaliny odlišujeme:

  • Vytřepávání - provádí se v dělicích nálevkách
  • Perforace - je kontinuální extrakce kapalin. Je časově náročnější, zato však účinnější než vytřepávání, a proto je vhodná pro extrakci látek poměrně dobře rozpustných ve vodě. Přístroje pro kontinuální extrakci kapalin se nazývají perforátory.