Disolventes Iónicos

 Disolventes Iónicos: una alternativa verde para procesos de extracción en la industria de alimentos

Objetivo

Dar a conocer aspectos generales como la importancia y aplicaciones de disolventes iónicos desarrollando técnicas de extracción y separación en el análisis de  procesos industriales.

Introducción

En el presente trabajo se puede considerar a los líquidos iónicos como solventes verdes debido a su muy baja presión de vapor y su amplio intervalo de aplicaciones por sus singulares propiedades físicas y químicas; por ende se muestran aspectos generales de técnicas de separación y extracción aplicadas en procesos que utilicen como solvente o extractante a los líquidos iónicos una de las potenciales aplicaciones es en los sistemas de separación (extracción liquido-liquido jugando un papel importante como diluyente (disolvente) de especies activas (extractantes) o bien como extractantes para la recuperación de iones metálicos en solución también está la extracción asistida por microondas con líquidos iónicos como solvente, extracción asistida por ultrasonido con liquido iónico como solvente, en la actualidad la experimentación con los líquidos iónicos crece y se diversifica buscando mejorar la eficiencia en sus aplicaciones y desarrolla nuevas alternativas con menor impacto ambiental para que conociendo el ciclo de vida completo de estas sustancias, se pueda hablar realmente de solventes verdes. Las aplicaciones que han tenido en las pasadas décadas los líquidos iónicos, como disolventes verdes, abarcan desde la industria petroquímica hasta la industria nuclear, en el ámbito de la química orgánica ha crecido el interés por aplicarlos como medio de reacción en una gran variedad de trasformaciones y reacciones químicas que hasta entonces solo podían efectuarse en medios enteramente orgánicos. La extracción liquido-liquido emplea volúmenes de fase orgánica considerables así como diluyentes que generan compuestos orgánicos volátiles (queroseno, tolueno, dodecano) debido a su baja presión de vapor y recientemente como extractantes de solutos de naturaleza diversa. 

Conclusión

Luego de haber analizado esta investigación llegamos a la conclusión que los disolventes iónicos representan una de las opciones más novedosas para reemplazar a los disolventes tradicionales usados en las diferentes técnicas analíticas y de extracción en la ciencia y tecnología de alimentos, las aplicaciones de los líquidos iónicos en técnicas de extracción emergentes asistidas por microondas y ultrasonido es muy prometedora, por lo cual se espera que el estudio, aplicaciones y alcances de estas técnicas se extiendan cada vez más y den pauta al desarrollo de industrias alimentarias mas verdes. 

Diferencia entre gas y vapor

“Diferencia entre gas y vapor”

Los términos gas y vapor se utilizan mucha veces indistintamente, por lo cual es necesario dar por a conocer perfectamente que diferencia existe entre un gas y un vapor. Se definirá a un gas como el estado de agregación de la materia en que esta no tiene una forma determinada a causa de la cinética de sus moléculas sino que llena completamente cualquier espacio en que se sitúe es decir llena totalmente el volumen del recipiente que lo contiene. Teóricamente cualquier sustancia puede transformase en un gas a una temperatura suficientemente alta de todas maneras algunas sustancia pueden descomponerse ante de llegar al estado gaseoso. Si a un gas se lo comprime isotérmicamente, este nunca llega a pasar al estado líquido aún a presiones altas, que es lo que lo diferencia de un vapor. Hay que tener en cuenta que cualquier compresión de un gas va acompañado por un aumento de su energía interna, es decir aumenta la temperatura, por lo que si la compresión se la realiza a temperatura constante, permanentemente se debe extraer calor del sistema; mientras que el vapor, si bien tiene el mismo estado de agregación del gas, se diferencia de este que al ser comprimirlo isotérmicamente, al llegar a una presión determinada que se denominará presión de saturación, Ps y que depende de la sustancia y de la temperatura a la cual se realiza la compresión comienza a licuar, pasando al estado líquido. Esto es así para un vapor si la temperatura a la cual se realiza la compresión es superior a la del punto triple de la sustancia, si la temperatura es inferior a esta, en vez de licuar pasa al estado sólido.

Por ejemplo para determinar cuándo es un vapor y cuando es un gas sabemos que cada sustancia, susceptible de poder ser llevada al estado gaseoso, tiene lo que se denomina temperatura  crítica que es una constante física que depende de cada sustancia y se nombrará como Tc para la cual si la sustancia en cuestión está por debajo de esa temperatura, es factible de condensar comprimiéndola en forma isotérmica, por lo que es un vapor. Si la temperatura de la sustancia es superior a su temperatura crítica, esta no podría ser condensada en una compresión isotérmica, por más que se aumente su presión, por lo que es un gas.

Analítica-Consultas

Analítica-consultas

FACTORES QUE AFECTAN AL EQUILIBRIO

Efectos de la presión sobre los equilibrios

Las variaciones de presión sólo afectan a los equilibrios en los que intervienen algún gas y cuando hay variaciones de volumen en la reacción. En la reacción de formación del amoniaco, hay cuatro moles en el primer miembro y dos en el segundo; por tanto, hay una disminución de volumen de izquierda a derecha:

N₂ (g) + 3 H₂ (g) Û 2 NH₃ (g)

Si disminuimos el volumen del sistema el efecto inmediato es el aumento de la concentración de las especies gaseosas y, por tanto, de la presión en el recipiente. Dicho aumento se compensa parcialmente si parte del N2 y del H2 se combinan dando NH3, pues así se reduce el número total de moles gaseosos y, consecuentemente, la presión total. El equilibrio se desplaza hacia la derecha. Si aumentamos el volumen ocurrirá todo lo contrario.

  2PbS(s)+3O2(g)⇌PbO(s)+2SO2(g)

Al considerar solo las moléculas gaseosa nos damos cuenta que hay 3 moles de reactivos gaseosos y 2 moles de productos gaseosos, por lo tanto la reacción neta se desplazara hacia los productos hacia la derecha cuando aumenta la presión.

 PCl5(g)⇌PCl3(g)+Cl2(g)

El número de moles de productos es 2 y de los reactivos es 1, por lo tanto la reacción neta se desplazara hacia la izquierda es decir hacia los reactivos.

H₂(g)+CO₂(g)⇌H₂O(g)+CO(g)

El número de moles de productos es igual al número de moles de los reactivos, de manera que el cambio de presión no tiene efecto sobre el equilibrio.

Efectos de la concentración en los equilibrios

Consideremos el siguiente equilibrio químico:

CO(g) + Cl₂(g) Û COCl₂(g)

Para el que, a una cierta temperatura, se tiene:

Kc=[COCl₂]eq1/([CO]eq1*[Cl₂]eq1)=5

Si se añade más cloro al sistema, inmediatamente después de la adición tenemos:

[Cl₂]>[Cl₂]eq1 [CO]=[CO]eq1            [COCl₂]=[COCl₂]eq1

Entonces:

([COCl₂])/([CO]*[Cl₂])<5

Por tanto, el sistema no se encuentra en equilibrio. Para restablecer el equilibrio debe aumentar el numerador y disminuir el denominador. Es decir, el sistema debe de evolucionar hacia la formación del COCl2 (hacia la derecha).

Si disminuimos las concentraciones de CO, de Cl2 o de ambas, el equilibrio se desplaza hacia la izquierda, ya que tiene que disminuir el numerador.

Un aumento de la concentración de los reactivos, o una disminución de los productos hace que la reacción se desplace hacia la derecha. En cambio, una disminución de la concentración de los reactivos, o un aumento de la concentración de los productos, hacen que la reacción se desplace hacia la izquierda.

Efectos de la temperatura sobre las constantes de equilibrio

Los cambios de concentración, presión o volumen, pueden alterar la posición de equilibrio, pero no modifican el valor de la constante de equilibrio, esta solo se altera con los cambios de temperatura.

Proceso endotérmico

N₂O₄(g)⟶2NO₂(g)   ∆H°=58.0kJ

Proceso exotérmico

2NO₂(g)⟶N₂O₄  ∆H°=-58.0kJ

Equilibrio

N₂O₄(g)⇌2NO₂(g)

Se calienta a volumen constante ya que un proceso endotérmico absorbe calor de los alrededores, el calentamiento favorece a la disociación de N2O4 en moléculas de NO2, la constante de equilibrio seria la siguiente

Kc=[NO₂]^2/([N₂O₄])

Si en una reacción exotérmica aumentamos la temperatura cuando se haya alcanzado el equilibrio químico, la reacción dejará de estar en equilibrio y tendrá lugar un desplazamiento del equilibrio hacia la izquierda (en el sentido en el que se absorbe calor). Es decir, parte de los productos de reacción se van a transformar en reactivos hasta que se alcance de nuevo el equilibrio químico. Si la reacción es endotérmica ocurrirá lo contrario.