Erauzketa

Erauzketa kimikan disolbatzaile baten bidez substantzia bat lortzeko erabiltzen den banaketa prozesua da.

Horretarako, lortu nahi den substantzia disolbagarriagoa den disolbatzaile batean (erauzlea) disolbatzen da hasieran zegoen lekutik (matrizea) erauziz. Substantzia hau baldintza jakin batzuetan erauzlearekin kontaktuan jartzean, matrizearekin dituen loturak ahultzen dira eta erauzlearekin dituenak indartu.

Prozesua

Erauzketaren prozesu orokorra sei pausotan laburbiltzen da:
1.- Disolbatzailea lortu nahi den substantzia dagoen partikularen poroetan sartzen da.
2.- Disolbatzaileak matrizeari lotuta dagoen substantzia harrapatzen du.
3.- Substantziak partikula inguratzen dagoen matrizea zeharkatzen du.
4.- Substantzia disolbatzailean disolbatzen hasten da.
5.- Substantzia disolbatzailean barreiatzen da partikulen poroetatik ateratzeko.
6.- Kanpoko disolbatzaileak erauzi den substantzia garraiatzen du.

Erauzketan eragina duten faktoreak

Disolbatzailea

Substantziak erraz disolbatu behar du disolbatzailean. Erauzi nahi den substantzia ez-polarra bada, hau da, ez bada uretan disolbagarria, erauzle ez-polar bat erabiliko da. Polarra bada aldiz, erauzle polarra erabiliko da. Honela, substantzia horren eta erauzlearen arteko afinitatea handiagoa izango da.

Tenperatura

Tenperatura altuetan disolbatzaileak substantzia eta matrizearen arteko loturak ahultzeko gaitasun handiagoa du.

Presioa

Presio altuetan gainazal-tentsioa gainditzea errazagoa da eta disolbatzailea errazago barneratuko da laginean.

Denbora

Erauzketaren etekina erauzketa prozesuaren iraupenaren menpe dago.

Erauzketa motak

Likido-likido erauzketa

Artikulu nagusia: «likido-likido erauzketa»

Nahastezinak diren bi disolbatzaile artean ematen den materia transferentzian oinarritzen da. Erauzi nahi den substantziak disolbatzaile bakoitzean duen disolbagarritasunaren menpe dago.

Lagin likidoari substantzia disolbatzea nahi dugun erauzle likidoa gehituko diogu dekantazio onil batean. Ondoren, onila astindu egingo da bi disolbatzaileak nahastuz eta substantzia guk gehitu diogun likidoarekin kontaktuan jarriz. Substantzia bigarren disolbatzailera pasako da eta inbutua geldirik utziko da pixka batean tapoia kenduta. Denbora horretan bi faseak bereiztu egingo dira, bata bestearen gainean geratuz. Fase horietako bat urtsua izango da eta bestea organikoa. Azkenik bi faseak banandu egiten dira dekantazio-onilaren bitartez, behean dagoena ontzi batera ateraz.

Disolbatzaile erauzleak hainbat baldintza bete behar ditu erauzketa eraginkorra izan dadin:

Beste disolbatzailearekin nahastezina izan behar du.
Erauzi nahi den substantziak erraz disolbatu behar du bertan.
Irakite-puntu baxua izan behar du.
Emultsioak sortzeko joera txikia.
Egonkortasun kimikoa.
Ez du toxikoa izan behar.

Metodo hau giro tenperaturan erabil daiteke, ez dago berotu beharrik. Bolumen txikiekin prozesua errepikatzea komenigarria da.

Solido-likido erauzketa

Kasu honetan lagina solidoa izango da eta erauzketarako likido bat erabiltzen da. Konposatu organikoen erauzketan erabiltzen da batez ere metodo hau. Lagin solidoa disolbatzaile likidoarekin kontaktuan jartzen da eta gero, nahasketari erauzketan lagunduko dion prozesua aplikatzen zaio.

Prozesu hau bi motatakoa izan daiteke:

Erauzi nahi den substantzia eta matrizearen arteko loturak ahulak direnean agitazioa erabiltzen da. Lehenik eta behin lagina erauzlearekin kontaktuan jartzen da eta gero astindu egiten da nahastea. Honela, substantziak matrizearekin dituen loturak hautsi eta erauzlearekin elkartuko da. Ondoren, nahasketa iragazi eta disolbatzailea lurrundu behar da. Hau prozesu motela bezala ezagutzen da.

Loturak sendoak direnean berriz, agitazioa ez da nahikoa. Kasu honetan, soxhlet erauzgailua edo mikrouhinak erabil daitezke. Lehenak denbora gehiago eta bolumen handiak behar dituen bitartean, bigarrena azkarrago burutzen da baina bolumen txikiekin bakarrik da baliagarria. Hauei prozesu bortitza deritzaie.

Lotura ahulak dituen lagin bati prozesu bortitza aplikatzean, erauzi nahi den substantziaz gain neste konposatu batzuk ere erauztea gerta daiteke. Alderantzizko kasua, hots, lotura sendoak direnean prozesu motela aplikatzean, etekin txikia lortuko da.

Fluido superkritikoaren bidezko erauzketa

Fluido superkritikoa presio eta tenperatura kritikoaren gainetik dagoen fluidoa da. Fluido honek likido eta gasen ezaugarriak izango ditu, baina ez da ez bata eta ezta bestea ere. Batez ere karbono dioxidoa erabiltzen da, tenperatura eta presio kritiko nahiko baxuak dituelako eta lortzeko erraza delako.

Fluido superkritikoa depositu batean jartzen da. Balbula baten bitartez presio altua mantenduko da eta lagina dagoen erauzgailura bideratuko da. Bertan beroa aplikatzen da eta erauzi nahi den substantzia matrizetik bananduko da. Ondoren beste balbula batekin presioa jaitsiko da karbono dioxidoa gas bihurtuz eta erauzitako substantzia disolbatzaile bat dagoen ontzi batera garraiatuko da.

Iraupen laburreko metodoa da eta bolumen txikiekin erabilgarria, baina instrumentazio garesti eta sofistikatua beharrezkoa da. Produktu naturaletako olioak, hondakin uretako konposatu organikoak, sedimentuetako pestizidak eta lohietako hidrokarburo poliaromatikoak erauzteko erabil daiteke.

Erauzketa fase solidoan

Kasu honetan erauzi nahi den substantzia erauzle solido batetara pasatzen da, horretarako fase solidoarekin likidoarekin baino afinitate handiagoa izan behar du. Erauzketa honen bitartez interferentziak baztertzen dira, laginaren kontserbazioa eta garraio errazten da eta laginaren aurrekontzentrazio bat beharrezkoa da. Ezinn da lagin solidoaren gain aplikatu.

Prozesu honetan parte hartzen duten indarrak esklusioa eta adsortzioa dira.

Metodo hau lau pausotan egiten da:
1- Betekina aktibatu. Betekinetik disolbatzaile bat pasatzen da bere gune aktiboak aktibatzeko. Ondoren aurretik botatako disolbatzaile hori garbituko duen beste disolbatzaile bat pasatzen da. Zuzenean lagina botaz gero, lehenengo disolbatzaileak erauzi nahi den substantziaren adsortzioa eragotzi baitezake. Hemen erabilitako bi disolbatzaileak antzeko ezaugarriak izan behar dituzte, elkarrekin nahasgarriak izan behar direla alegia.
2.- Erauzketa. Lagina fase solidotik pasatzen da eta erauzi nahi den substantzia bertan itsatsita geratuko da. Hala ere, substantziaz gain interferentziak ere geratuko dira bertan.
3.- Garbiketa. Fase solidoan gelditu diren interferentziak kentzeko egiten da. Kontu hndiz egin beharreko pausoa da, substantzia ere erauzi ez dadin.
4.- Berreskurapena. Disolbatzaile likido bat erabiliz substantzia fase solidotik berreskuratzen da.

Prozesuaren hasieran fase solidoak substantziarekin afinitate handiagoa izan behar du, baina amaieran, berreskurapenean hain zuzen ere, disolbatzaile likidoak fase solidoak baino afinitate handiagoa izan behar du.

Fase solidoan egin daitekeen erauzketan beste aukera bat, substantzia bera erauzi beharrean interferentziak bakarrik erauztean datza. Kasu honetan bi pauso eman behar dira: aktibazioa eta interferentzien erauzketa.

Erauzketa hau egin aurretik solidoa aukeratu behar da eta horretarako hainbat gauza hartu behar dira kontuan, hala nola, erauzi nahi den substantziaren ezaugarriak eta kontzentrazioa, matrize eta disolbatzailearen ezaugarriak... Hori dela eta solido mota desbedinak daude:

Solido ez-polarra (substantziarekin Van der Waalsen indarrak sortzen dira)
Solido polarra (substantziarekin hidrogeno zubiak sortzen dira)
Elkartruke ionikoa (substantziaren kargarekin erakarpen indarrak sortzen dira)
Esklusio molekularreko solidoa
Afinitate solidoa

Mikroerauzketa fase solidoan

Fase likido batetik silize zuntzezko fase solido batera gertatzen den materia transferentzian oinarritzen da. Transferentzia hau fase solido edo likidoarekiko afinitatearen menpe dago. Erauzketa hau aurrekoa bezala adsortzioz egiten da.

Bi mikroerauzketa mota desberdin daude:

Erauzketa zuzena: Silizezko zuntza erauzi nahi den substantzia dagoen disoluzioan sartzen da eta hau bertara itsatsiko da adsortzioz. Bertara ez da substantzia guztia itsatsiko, zuntzaren adsortzio maximora heldutako adsortzio hau konstante mantenduko da.

Erauzketa buru-espazioan: kasu honetan ez da zuntza disoluzioan murgiltzen, bere gainean mantentzen da. Disoluzioa berotzean, hau lurrundu egingo da eta bertako konposatuak zuntzera adsorbatuko dira.

Silizezko zuntza zenbat eta lodiagoa izan, substantzia kantitate handiagoa harrapatuko du. Oreka egoerara heltzean, hau da, zuntza substantziaz asetuta dagoenean, adsortzioa amaitutzat emango da.

Azkenik desortzio beharrezkoa da.

Desortzio termikoan, beroa erabiliko da substantzia zuntzetik ateratzeko, beroa aplikatuz eta fase mugikor gaseoso batean garraiatuz.
Desortzio kimikoan, zuntza disoluzio batean sartu eta irabiatu egiten da substantzia bertan disolbatu arte.

Metodo honen abantaila detekzio limite baxua duela da.

Ikus, gainera

Banaketa prozesu

Kanpo estekak

Datuak: Q844704
Multimedia: Extraction (chemistry) / Q844704