1

SEPARAŢIA ÎN CHIMIA ANALITICĂPartea a IV-a

Succesului in oricedeterminare de control !!!!

2

OBIECTIVE

� Motivatia separatiei

� Tipuri de separatii

� Tehnici de separatie

3

Scopul metodelor de separaţie:

� împărţirea unui amestec eterogen sau omogen în unităţi

individuale

� Criterii pentru alegerea metodei de separatie:� mediul in care are loc separatia

� speciile pe care dorim să le separăm

� cunoaşterea caracteristicilor speciilor pe care dorim

să le separăm

PRETRATAMENT AL PROBEI DE TIP PURIFICARE !!!!

4

Metode de separare - Clasificare

5

Separare prin extracţie

� Principiu - o substanţă A, solubilă în doi solvenţi (faze) nemiscibili, S1 şi S2 se va distribui între două faze nemiscibile astfel incât, la echilibru, raportul între concentraţiile solutului în cele două faze, la o temperatură dată, va fi o constantă.

K = [S2] / [S1]

K este coeficientul de repartiţie (de distribuţie)

6

Tipuri fundamentale de separaţii prin extracţie la

alimente

Se pot separa substante diferite:

1. 1 - Substanţe anorganice

2. 2 - Substanţe organice2.1 Substanţe organice volatile

2.2 Substanţe organice solubile

7

1.Extracţia substanţelor anorganice

� nu necesită aparatura constisitoare, de cele mai multe ori se utilizează sticlărie obişnuită de laborator.

� Solventul de extractie este apa

� separarea, in cazul alimentelor, este accelerata de agitare si uneori este conditionata de indepartarea proteinei anterior extractiei

8

Exemple

� Substanţe anorganice

� Extractia in mediu apos a NaCl(determinarea sarii) din produsele de carne/peste sau legume

� Extractia in mediu apos a nitritilor

9

Exemple

10

2.1 Separarea (extractia) Substanţelor organice volatile

� Extractia se practica pe fază solidă → toxiciivolatili din aer

Cei mai utilizaţi adsorbanţi sunt:� polimeri poroşi: diferite varietăţi de cărbune

� adsorbanţi anorganici: silicagelul şi alumina

11

2.2 Separarea (extractia) substanţelor organice solubile

� Se pot aplica doua tipuri de procedee, in functie de mediul in care se extrag componentele de interes:

1. Extracţie în fază lichidă

2. Extracţie în fază solidă

12

1. Extracţie în fază lichidă → doua tipuri de mod de lucru:

A. o faza

� - procedeu discontinuu

� - procedeu continuu (extracţie Soxhlet)

B. două faze

2. Extracţie în fază solidă → trei tipuri de mod de lucru:

A. EFS (SPE) – extractie in faza solida

B. MEFS (MSPE) - micro extractie in faza solida

C. EABM (SBSE) – extractie prin adsorbtie pe baramagnetica

13

Extracţie în fază lichidă

A - o faza

A1 - procedeu discontinuu (agitare cu solvent)1. Simpla (in pahar, sub agitarea)

2. Asistata de micrunde sau ultrasunete

Ex: acizii organici din legume/fructe

14

Aplicatii in control alimente

� Separarea compusilor cu caracter antioxidant:

� Polifenoli

� Flavonoide

Extractie cu ultrasuneteExtractie cu microunde

15

1 – baghetă de agitare2 – balon cu solvent3 – tub(cale) pentru distilare4 – extractor5 - cartuş cu probă6 – robinet de sifonare7 – ieşire de sifonare8 – adaptor9 – refrigerent10 – intrare apă de răcire11 – ieşire apă de răcire

Aplicatii: extragerea grasimii pentru:- Determinarea continutului de grasime, %- Izolare contaminanti chimici lipofili: PCB, dioxine, POC

Extrac ţie în faz ă lichid ă

A 2 - o faza - Procedeu continuu (extrac ţie Soxhlet )

Extracţia Soxhlet clasică

16

Extractor Soxhlet automat

17

B - Extracţie în fază lichidă - două faze

� B1 - Extracţia lichid-lichid

- separarea se realizeaza prin repartizarea probei între douăfaze lichide nemiscibile

apa + solvent organic[caracter hidrofil (polar)] [caracter lipofil (nepolar)]

18

B - Extracţie în fază lichidă - două faze

� B1 - Extracţia lichid-lichid-Cei mai utilizaţi solvenţi în extracţia lichid – lichid sunt:

Solven ţi apoşi:•apă pură, •soluţie acidă, •soluţie bazică;

Solven ţi organici nemiscibili cu apa : •hidrocarburi alifatice (hexan, izooctan, eter de petrol),• dietil eter, •clorură de metilen, cloroform, •acetat de etil, •cetone•alcooli alifatici >C6, toluen, xilen;

19

ACTIVITATE INDEPENDENTA

� Scrieti formulele chimice a cel putin 5 dintre solventii organici mentionati peslide-ul anterior

20

Extracţie lichid-lichid în pâlniisuccesive

Ustensile utilizate la separarea liq/liq in doua faze

Pâlnii de separare

21

Aplicatii

1. Extractia unor componente alimentare: acizigraşi, vitamine şi carotenoide

2. Extractia unor aditivi alimentari: coloranţi sintetici şi naturali, conservanţi alimentari, antioxidanţi fenolici tip BHA şi BHT

3. Extractia unor contaminanti alimentari: compuşifenolici din apă, pesticide de toate tipurile, hidrocarburi aromatice policiclice

22

ACTIVITATE INDEPENDENTA

� CAUTATI CATE 2 EXEMPLE CONCRETE LA CELE 3 CATEGORII DE COMPONENTE ALE ALIMENTELOR MENTIONATE PE SLIDE-UL ANTERIOR

23

Extracţia pesticidelor organoclorurate din furaje

24

Extracţie în fază solidă

� mai noua decât extractia lichid-lichid

� se bazează pe adsorbţia componenţilor organici pe o fază staţionară solidă (similar cu procesele ce au loc la cromatografia de lichide)

� Aplicabilitate: oricărui tip de probă care poate fiadusă în soluţie

25

Avantaje fata de separatia in faza liq:

� fazele care asigură separaţia nu sunt miscibile

� eliminarea inconvenientului datorat formării emulsiilor

� volumele de solvent utilizate pentru eluare sunt incomparabil mai mici decat la liq/liq, deci:

� eliminarea etapei de recuperare a solventului

� scăderea posibilităţilor de impurificare a probei prinintermediul solventului.

26

Extracţia în fază solidă are două scopuri de utilizare:

1. separarea compuşilor urmăriţi din probă prin adsorbţie pe faza solidă, urmată de eluarea lor;

2. separarea din probă a impurităţilor deranjante prin adsorbţie şi colectarea efluentului care conţine speciile de interes.

27

Extractie pe faza solida pentrupurificare

28

Extractie pe faza solida pentru separare componenti (1,2,3)

29

Extractia in faza solida se practica in treivariante, modul de lucru fiind discontinuu:

� Extracţie în fază solidă (EFS) pe cartuş saudiscuri – Solid phase extraction (SPE);

� Microextracţie pe fază solidă (MEFS) - solidphase microextraction (SPME);

� Extracţie prin adsorbţie pe bară magnetică(EABM) – twister or stir bar sorbtive extraction (SBSE).

30

Extracţie în fază solidă (EFS)

31

Sisteme de extracţie continuă pe fază solidă- automatizarea procesului de extractie in faza solida pe cartuseSursa: http://www.buchi.in/ şi www.gc-lc.ca/

32

Aplicaţiile extracţiei în fază solidă

� Mai ales în cazul probelor complexe ca şi conţinut şi matrice (alimente si probelebiologice)

� reziduuri de pesticide şi dioxine

� cafeina

� diferiţi coloranţi şi conservanţi din băuturinealcoolice,

� pesticide organofosforice şi organocloruratedin alimente de origine vegetală şi animală.

33

34

CONCLUZII

� Scop: împărţirea unui amestec eterogen sau omogen în unităţi individuale

� Metodele de separație sunt generale și cromatografice

� Cea mai utilizată metodă generală de separație ȋn cazulalimentelor este separația componentelor anorganice și/sauorganice

� Extracția subs org solubile se poate practica in mediu liq sausolid ȋn diferite variante de lucru

� Extracția componentelor alimentelor se poate practica prin metode diverse ȋn funcție de component, de scopul urmărit și disponibilitatea laboratorului

35

Test de verificare

1. Care este scopul separației ȋn chimia analitică?2. Enumerați criteriile după care se alege o metodă de

separație3. Pe ce se bazza separația prin extracție a

componentelor unui amestec?4. Ce tipuri de substanțe se pot separa prin extracție?5. Dați exemple de separație a unor componenți

anorganici din alimente6. Care sunt tipurile de procedee pentru extracția

substanțelor organice solubile din alimente?7. Care sunt tipurile de procedee care se pot utiliza

pentru extracția substanțelor organice solubile?

36

8. Care sunt modalitatile de lucru la extracția ȋn fază lichid/solida substanțelor organice solubile?

9. Dați ex de extracție(separație ) a unor componente alealimentelor prin:

� extracție ȋntr-o singură fază liq printr-un procedeu discontinuu� extracție ȋntr-o singură fază liq printr-un procedeu continuu

10. Ce tip de solvenți se folosesc la extracția liq/liq ȋn două faze a sunstanțelor organice solubile ?

11. Dați ex de extracție(separație ) a unor componente alealimentelor prin extracție liq/liq ȋn două faze

12. Enumerați cel puțin trei avantaje ale extracției ȋn fază solidă față de cea ȋn fază liq

13. Care sunt scopurile posibile de utilizare ale extracției ȋn fază solidă?