CUESTIONARIO1.- define el proceso de extraccin lquido lquidoLaextraccin (separacin) lquido-lquido, tambin conocida comoextraccin con solventes (como el tiner)oextraccin con disolventes, es un procesoqumicoempleado para separar una mezcla utilizando la diferencia de solubilidad de sus componentes entre dos lquidos inmiscibles o parcialmente miscibles (por ejemplo, agua y cloroformo, o ter etlico y agua).2.- identifica el agente de separacin y el principio de separacin en el proceso de extraccin lquido lquidoEl lquido que se emplea para extraer parte de la mezcla debe ser insoluble para los componentes primordiales. Despus de poner en contacto el disolvente y la mezcla se obtienen dos fases lquidas que reciben los nombres de extracto y refinado. El producto de la operacin, rico en disolvente se llama extracto; el lquido residual de donde se separ el soluto es el refinado (Treybal, 1988).3.- para cuales procesos es alternativo este proceso y bajo qu condiciones, es decir, cuando se prefiere a otrosPor ejemplo, si una solucin de cido actico en agua se agita con un lquido como acetato de etilo, parte del cido, pero relativamente poca agua, entrar en la fase ster. Puesto que las densidades de la capa acuosa y la del ster son diferentes en el equilibrio, se separarn al cesar la agitacin; tambin se pueden separar por decantacin. Puesto que ahora la relacin de cido a agua en la capa de ster es diferente de la relacin de la solucin original y distinta tambin de la relacin de la solucin acuosa residual, se ha logrado cierto grado de separacin.4.- identifique aplicaciones industriales de este proceso. Segn Treybal como se clasifican estas aplicaciones. Explique Aplicaciones de Utilidada) En competencia con otras operaciones de transferencia de masaLa extraccin compite con otras operaciones de transferencia de masa. Es importante estudiar los costos relativos de las alternativas. Tanto la destilacin como la evaporacin son mtodos directos de separacin, donde los dos productos obtenidos son bsicamente sustancias puras. Por otra parte la extraccin lquida produce nuevas soluciones, que a su vez deben separarse, frecuentemente por destilacin o evaporacin. b) Como sustituto de mtodos qumicosLos mtodos qumicos consumen reactivos y frecuentemente conducen a una purificacin posterior de los mismos costosa. La separacin de mezclas de metales como uranio - vanadio, Afmo. zirconio, tungsteno - molibdeno, se llevan a cabo ms econmicamente por extraccin lquida c) Separaciones que no pueden realizarse por otros mtodosCuando la volatilidad relativa de los componentes de la solucin es pequea, la destilacin prcticamente no se puede realizar, como en el caso de hidrocarburos aromticos y parafnicos de pesos moleculares similares, donde debe realizar su extraccin con dietilenglicol. 5.- en qu consiste una etapa de separacin en l, y cuando se le denomina etapa terica? Son siempre ideales las aplicaciones industriales? Podemos hablar de eficiencia? Explique Modos de OperacinSon muy variadas las formas a la que se lleva a cabo la extraccin lquido-lquido, normalmente se trabaja en forma continua, ya sea por etapas contacto continuo.a. Contacto por Etapas.- Puede realizarse de diversas maneras segn la forma como el disolvente extractor se mezcla con el lquido alimentadoLa extraccin lquido lquido es anloga a la absorcin. El disolvente se introduce por el extremo inferior de la columna con una inspeccin de gotas que ascienden a travs de la alimentacin que es la fase continua alimentada por el extremo superior de la columna. La columna puede llenarse de anillos cermicos o algn otro dispositivo, tal como, discos giratorios, platos punzantes un anillo giratorio para mezclar en forma continua las dos fases y hacer que se realice la separacin, el disolvente contenido en la corriente de extracto y del refinado deben separarse y recircularse para la economa de la operacin, y eso se consigue por destilacin6.-en el qu es el coeficiente de distribucin o coeficiente de reparto?Elcoeficiente de reparto (K)de una sustancia, tambin llamadocoeficiente de distribucin (D), ocoeficiente de particin (P), es el cociente o razn entre lasconcentracionesde esa sustancia en las dos fases de lamezclaformada por dos disolventesinmisciblesen equilibrio. Por tanto, ese coeficiente mide lasolubilidaddiferencial de una sustancia en esos dos disolventes.

Donde[sustancia]1es la concentracin de la sustancia en el primer disolvente y, anlogamente[sustancia]2es la concentracin de la misma sustancia en el otro disolvente.7.- qu tipos de coordenadas se utilizan ampliamente en la literatura de ingeniera qumica para describir los estados de equilibrio en l? Regla de las fases En un sistema lquido - lquido en equilibrio, de n componentes, donde se presentan dos fases, recordando la regla de las fases, el nmero de grados de libertad del sistema (L) es:L = C F + 2Donde C es el nmero de componentes del sistema y F es el nmero de fases. Para un sistema sencillo de un componente que se transfiere entre dos solventes, el sistema presenta tres grados de libertad. Los sistemas de extraccin usualmente operan a presin y temperatura constante, por lo que el sistema presenta un grado de libertad. Por lo tanto, conocida la concentracin de un componente en una de las fases, el sistema queda completamente determinado. Coordenadas triangulares Las coordenadas triangulares equilteras se usan con frecuencia para representar datos de equilibrio de tres componentes.

Coordenadas rectangulares La utilizacin de los diagramas triangulares presenta desventajas en su uso. Por este motivo se han introducido el uso de coordenadas rectangulares para la representacin de las condiciones de equilibrio. Coordenadas de Bancroft Otra forma de representar las condiciones de equilibrio, es definiendo una variable Y como la relacin entre el peso de soluto y el peso de disolvente de extraccin en el extracto, y una variable X como la relacin entre el peso de soluto y el peso de solvente de la alimentacin en el refinado.

8.- en un diagrama ternario en las coordenadas que est investigando, que representan los vrtices, los lados del tringulo un punto dentro del triangulo

Cada uno de los vrtices representa un componente puro (A, B, C). El punto M representa una mezcla de A, B y C. La distancia perpendicular a la base AB representa la fraccin masa (Xc =0.4) de C en la mezcla, y se mide sobre el lado BC. En forma anloga se ubican en el diagrama Xa y Xb.Para un sistema de tres componentes, donde dos de ellos (A y B) son parcialmente miscibles, el diagrama triangular correspondiente es

9.- qu es curva binodal? Experimentalmente explica como la obtendras para un sistema que tu creas puedas estudiar en el laboratorio de operaciones unitariasLa curva binodal es una representacin grfica de la solubilidad, que obtenemos para visualizar la solubilidad de cada componente, en este caso en una mezcla de tres componentes, acetato de etilo, cido actico y agua.Esta representacin, que realizaremos en porcentaje en peso de cada componente, se realiza teniendo en cuenta que tiene el siguiente formato a la hora de entenderla:Es posible tratar todos los equilibrios heterogneos desde un punto de vista unificado por medio del principio conocido comoRegla de las Fases, con el cual l numero devariablesa que se encuentra sometido unequilibrioheterogneo cualquiera, queda definido bajo ciertas condiciones experimentales definidas.

Losdiagramasde lquidos ternarios son de considerablevalorenproblemasde separacin y extraccin con solventes y gracias a ellos es posible deducir si la separacin buscada puede realizarse y en cuales condiciones de operacin para lograr resultados ptimos.

10.- cmo se obtienen y como se denominan los productos en una el, bsicamente como de definen tcnicamente?

En una operacin de extraccin lquido-lquido se denomina alimentacin a la disolucin cuyos componentes se pretende separar,disolvente de extraccinal lquido que se va a utilizar para separar el componente deseado,refinadoa la alimentacin ya tratada yextractoa la disolucin con el soluto recuperado.11.- qu es una recta de reparto? Cmo se obtiene?Recta de reparto: Relaciona la composicin de las dos fases en equilibrio con la composicin de la mezcla total.12.- de qu depende las pendientes de las rectas de reparto?Depende de: Disolvente empleado Composicin de la mezcla Temperatura de operacin13.- qu es el punto de pliegue y qu representa?El punto P, punto de pliegue o punto crtico, representa una mezcla de equilibrio con la misma composicin en ambas fases, es decir, es el punto de transicin entre la regin de miscibilidad parcial y la regin de miscibilidad total, a temperatura constante.

14.- qu es el diagrama de distribucin de equilibrio y qu utilidad tiene?El clculo del nmero de etapas puede efectuarse sobre un diagrama x- y en conjuncin con datos obtenidos con el diagrama triangular, recomendarse el empleo de este diagrama cuando el nmero de etapas es grande.Como se supone que las etapas son ideales, la composiciones del extracto y refinado procedentes de cada etapa estarn en equilibrio, encontrndose los punto representativos sobre la curva x-y. Por otra parte, en el diagrama triangular se trazan una serie de rectas al azar, que pasan por el polo (punto P), sus intersecciones con la curva de equilibrio darn las composiciones del extracto que sale de cada etapa y del refinado que entra a las mismas, es decir Xn, frente a Yn+1, la que permite trazar la lnea de operacin.El nmero de etapas se determina entre la curva de equilibrio y la lnea de operacin por segmentos horizontales y verticales.

15.- qu es la selectividad y de qu depende?La efectividad de un disolvente a los efectos de separacin delos componentes i, j de una cierta mezcla, vendr expresada por el valor de la concentracin relativa de los mismos en las fases extracto y refinado.16.- qu es un sistema solutrpico?Presenta una lnea de unin horizontal. Las lneas de unin confluyen en un punto (P) punto de pliegue (representa la ltima lnea de unin) En este punto la composicin del refinado y del extracto va a ser la misma. No coincide con el mximo de la curva desolubilidad. En la curva de distribucin representamos la fraccin en peso de C en el extracto frente a la fraccin en peso de C en el refinado. Si Concentracin de C en E > concentracin de C en R. Por tanto: Si yE* > xR Cfavorece a E en el equilibrios yE* < xRC favorece a R en el equilibrio y*/x coeficiente de distribucin

17.- Explique el efecto de la temperatura en este proceso?Muchas mezclas de lquidos inmiscibles al aumentar la temperatura, alcanzan una temperatura mxima a partir de la cual los componentes son completamente miscibles, lo que hace imposible su posterior separacin. En algunos pocos sistemas se presenta una temperatura mnima, por debajo de la cual los componentes son completamente miscibles. Cambios en la presin tienen efectos despreciables sobre las condiciones de equilibrio.

18.- de qu manera hay que tomar en cuenta el coeficiente de reparto en la leccin del disolvente?Coeficiente de distribucin, Kj: Se define como: Ki=Yi/XiAunque no es necesario que este coeficiente sea mayor que la unidad, valores mayores son deseables, ya que implican que se requiere menos disolvente para llevar a cabo la operacin.19.- por qu es importante considerar para la seleccin del disolvente la insolubilidad, recuperabilidad, densidad, tensin, interfacial, reactividad, qumica, viscosidad, toxicidad, presin de vapor, punto de congelamiento, inflamabilidad y costos?Seleccin del disolventeLas caractersticas ms importantes de los disolventes, con miras a su seleccin para un proceso de extraccin son las siguientes: La Selectividad: La efectividad de un disolvente a los efectos de separacin delos componentes i, j de una cierta mezcla, vendr expresada por el valor de la concentracin relativa de los mismos en las fases extracto y refinado. Insolubilidad del disolvente: Cuanto mayor sea la insolubilidad del disolvente y del componente mayoritario del refinado, que no se desea extraer, ms fcil resultara la operacin de extraccin. Recuperabilidad: Puesto que siempre habr que recuperar el disolvente para su reutilizacin, y ordinariamente tal recuperacin se realiza por rectificacin, resultar indispensable que el disolvente no forme azetropos con los componentes del sistema y, a ser posible, que las volatilidades relativas de stos respecto a aqul sean lo ms alejadas posible de la unidad. Densidad: Evidentemente, resulta indispensable que las densidades delas fases en equilibrio sean distintas para que sea viable la extraccin. Cuanto mayor es la diferencia de densidades ms fcil se desarrollara la operacin. Tensin interfacial: Cuanto mayor sea la tensin superficial entre las fases de extraccin y refinado con mayor facilidad coalesceran sus emulsiones y con mayor dificultad se conseguir su mutua dispersin. Reactividad y corrosividad: Los disolventes deben ser qumicamente estables, es decir, inertes tanto respecto a los componentes del sistema, como respecto a los materiales de construccin de las instalaciones Viscosidad, presin de vapor, inflamabilidad, temperatura de congelacin, coste y toxicidad: Todas estas propiedades deben de tenerse en cuenta y deben ser lo ms bajas posibles, para facilitar el manejo y almacenamiento de los disolventes.20.- esquematice una etapa de separacin el, con sus elementos constituyentes, y plantea los balances de materiales de los que se puede disponer. Clculo terico de la operacin de extraccin:a) El peso de la mezcla (M) se determina a partir del balance de materia global: F + S = Mb) La composicin de la mezcla (xM) se obtiene a partir de los balances por componentes:A: xF.F+xS.S=xM.MB: xF.F+xS.S=xM.MC: xF.F+xS.S=xM.M

21.- describe el funcionamiento de los sistemas de platos y torres agitadas, y torres de roci, para llevar a cabo una extraccin. Esquematiza estos equipos.Sistema de platos: Las gotas del solvente ligero se dispersan, y tienden a elevarse.Las gotas dispersadas coalescen o se aglutinan debajo de cada plato y se vuelven a formar por encima de ste. El lquido acuoso pesado fluye hacia abajo en los platos, se pone en contacto con las gotas flotantes y despus pasa por la bajada del plato hacia el plato inferior.

Torres agitadas: En este complejo proceso de separacin los componentes se extraen del flujo de alimentacin con la ayuda de un extractante o disolvente. Los componentes a extraer tienen diferente solubilidad en los dos lquidos inmiscibles, o parcialmente miscibles. Ambos lquidos tienen que ponerse en contacto por completo y separase posteriormente. Los lquidos fluyen a contracorriente y el rendimiento y la pureza requerida determinan el nmero de las etapas de separacin.

Torres de RocoEl lquido pesado entra por la parte superior de la torre de roco, llena la torre, lo que constituyendo la fase contina y fluye hacia afuera, por el fondo.El lquido ligero entra a travs de un distribuidor en el fondo, que lo dispersa hacia arriba en forma de roco de gotas pequeas.El lquido ligero se aglutina en la parte superior y fluye hacia afuera.

22.- segn treybal explica el funcionamiento de los sedimentadores en las bateras de extraccin y esquematice un sistema en cascada agitadoressedimentadoresFuncionamiento de los Sedimentadores: En la extraccin continua, la dispersin que sale del mezclador debe pasarse a un sedimentador o decantador, en donde ocurre cuando menos la ruptura primaria. El diseo ms sencillo, es tal vez el ms comn: para evitar que la dispersin entrante disturbe excesivamente el contenido del tanque, se usa la mampara de entrada del tipo de cerca de estacas. El extractor de Treybal: Son en realidad una pila vertical de mezcladores-sedimentadores. Los mezcladores estn en una lnea vertical y los impulsores para las etapas sobre un eje comn. Estos extractores no solo mezclan, sino que tambin bombean, de forma que los flujos obtenidos son grandes. Como no hay mezclado axial, las rapideces de transferencia de masa son elevadas.Cascadas de mezclador-sedimentador:Un mezclador-sedimentador, es un aparato de una etapa, que generalmente consiste en dos partes: un mezclador para poner en contacto las dos fases lquidas y lograr la transferencia de masa y un sedimentador para separarlas mecnicamente. La operacin puede ser continua o por lotes. Los mezcladores son de dos tipos: mezcladores de flujo y tanques de mezclado.

Figura 1: Diagrama del sedimentador a contracorriente en tres etapas.

23.- CONSTRUYE EL GRAFICO DE LOS SISTEMAS TERNARIOS MOSTRADOS EN: PIRIDINA CLOROBENCENO AGUA INDICADO EN LOS EJERCICIOS PROPUESTOS DE TREYBAL CAPTULO 10; PROPANO CIDO OLEICO ACEITE DE SEMILLA DE ALGODN DEL MISMO TEXTO; SISTEMA DEL EJEMPLO RESUELTO 7.7 DEL TEXTO DE OCON TOJO; DEL EJEMPLO RESUELTO 7.9 DEL TEXTO DE OCON TOJO; DEL PROBLEMA PROPUESTO 7.11 DEL TEXTO DE OCON TOJO; Y DEL PROBLEMA PROPUESTO 7.31 DEL TEXTO DE OCON TOJO