Funil separador - Separatory funnel

Dois funis: A - Cone, ou em forma de pêra, B - cilíndrico.
Funil de separação em forma de pêra

Um funil de separação , também conhecido como um funil de separação , separando funil , ou coloquialmente funil de separação , é uma peça de vidro laboratorial utilizado em extracções líquido-líquido para separar ( partição ) os componentes de uma mistura em duas imiscíveis solventes fases de diferentes densidades . Normalmente, uma das fases será aquosa e a outra um solvente orgânico lipofílico , como éter , MTBE , diclorometano , clorofórmio ou acetato de etila . Todos esses solventes formam uma delimitação clara entre os dois líquidos. O líquido mais denso, tipicamente a fase aquosa, a menos que a fase orgânica seja halogenada , afunda e pode ser drenado através de uma válvula para longe do líquido menos denso, que permanece no funil de separação.

Descrição

Um funil de separação tem a forma de um cone com uma extremidade hemisférica. Possui rolha na parte superior e torneira (torneira) na parte inferior. Os funis de separação usados ​​em laboratórios são normalmente feitos de vidro de borossilicato e suas torneiras são feitas de vidro ou PTFE . Os tamanhos típicos estão entre 30 mL e 3 L. Em química industrial, eles podem ser muito maiores e para volumes muito maiores são usadas centrífugas . Os lados inclinados são projetados para facilitar a identificação das camadas. A saída controlada por torneira é projetada para drenar o líquido do funil. No topo do funil há uma junta cônica padrão que se encaixa com um vidro esmerilado ou rolha de Teflon.

Para usar um funil de separação, as duas fases e a mistura a ser separada em solução são adicionadas pela parte superior com a torneira da parte inferior fechada. O funil é então fechado e agitado suavemente, invertendo-o várias vezes; se as duas soluções forem misturadas com muita força , formar-se-ão emulsões . O funil é então invertido e a torneira cuidadosamente aberta para liberar o excesso de pressão de vapor . O funil de separação é colocado de lado para permitir a separação completa das fases. A torneira superior e inferior são então abertas e a fase inferior é liberada por gravitação . A parte superior deve ser aberta enquanto se libera a fase inferior para permitir a equalização da pressão entre o interior do funil e a atmosfera. Quando a camada inferior é removida, a torneira é fechada e a camada superior é derramada pela parte superior em outro recipiente.

Funil de separação em uso. A fase orgânica (amarela, fase superior) tem uma densidade mais baixa do que a fase aquosa (fase inferior). A fase aquosa está sendo drenada para o copo .

Teoria

O funil de separação se baseia no conceito de "semelhante dissolve semelhante", que descreve a capacidade dos solventes polares de dissolver solutos polares e dos solventes não polares de dissolver solutos não polares. Quando o funil de separação é agitado, cada soluto migra para o solvente (também referido como "fase") em que é mais solúvel.

Os solventes normalmente não formam uma solução unificada porque são imiscíveis. Quando o funil é mantido estacionário após a agitação, os líquidos formam camadas físicas distintas - os líquidos de densidade mais baixa ficarão acima dos líquidos de densidade mais alta. Uma mistura de solutos é então separada em duas soluções fisicamente separadas, cada uma enriquecida em diferentes solutos.

A torneira pode ser aberta após as duas fases se separarem para permitir que a camada inferior escape do funil separador. A camada superior pode ser retida no funil de separação para extrações adicionais com lotes adicionais de solvente ou drenada em um recipiente separado para outros usos. Se for desejado reter a camada inferior no funil de separação para extrações adicionais, ambas as camadas são retiradas separadamente e, em seguida, a camada inferior anterior é retornada ao funil de separação.

Cada solução independente pode então ser extraída novamente com lotes adicionais de solvente, usados ​​para outros processos físicos ou químicos. Se o objetivo era separar um material solúvel da mistura, a solução contendo o produto desejado pode às vezes simplesmente ser evaporada para deixar para trás o soluto purificado. Por esse motivo, é um benefício prático usar solventes voláteis para extrair o material desejado da mistura.

Emulsões

Uma das desvantagens de usar um funil de separação é que as emulsões podem se formar facilmente e levar muito tempo para se separar depois de formadas. Eles geralmente são formados enquanto os líquidos são misturados no funil de separação. Isso pode ocorrer quando pequenas gotas são suspensas em uma solução aquosa. Se uma emulsão for formada, uma técnica usada para separar os líquidos é agitar lentamente a solução no funil de separação. Se a emulsão não for separada por este processo, uma pequena quantidade de solução salina saturada é adicionada (" salting out ").

Pesquisas estão sendo feitas em técnicas alternativas mais eficientes, principalmente utilizando barras de agitação (barras agitadoras) para diminuir ou mesmo eliminar a chance de emulsificação, diminuindo assim o tempo de espera.

Preocupações de segurança

O maior risco ao usar um funil de separação é o aumento da pressão. A pressão se acumula durante a mistura se ocorrer uma reação de evolução de gás ou mudança física. Este problema pode ser facilmente resolvido simplesmente abrindo a tampa no topo do funil rotineiramente durante a mistura. O procedimento mais padrão é inverter o funil de separação de cabeça para baixo e abrir a torneira para liberar a pressão, uma etapa repetidamente conhecida como 'ventilação'. Isso deve ser feito com a ponta do funil apontada para fora do corpo.

Galeria

Veja também

Referências