Ekstraksiyon namı diğer özütleme,
Ekstraksiyon namı diğer özütleme, kimyada belirlenen bir bileşiği izole etme amacıyla sıkça kullanılan bir tekniktir. Ekstraksiyon işleminde, reaksiyona girmemiş başlangıç materyallerinden veya safsızlıklardan ayırmak için bir çözünen bir fazdan diğerine aktarılır.
Üç türü vardır: İlk olarak, katı-sıvı ekstraksiyonunda, çözünen katı fazdan sıvı faza aktarılır. Sıvı-sıvı ekstraksiyonunda, bir sıvıdan diğer sıvıya çözünen aktarılır. Asit-baz ekstraksiyonunda, bir çözünen iyonik bir bileşiğe dönüştürülür ve organik fazdan sulu faza aktarılır. Yaygın bir ekstraksiyon örneği, demlenen kahve veya çaydır. Kafein, bitki aromaları ve kokuları içeren katı faz, sıcak su ile sıvı faza ekstrakte edilir.
Katı Sıvı Ekstraksiyonu (Özütlemesi)
Ekstraksiyon çoğu kimyasal analizde çok önemli bir adımdır. Analitin numune matrisinden çıkarılmasını ve spektroskopik veya kromatografik tanımlama ve miktar tayini için gerekli faza geçirilmesini içerir. Numune katı ve analiz için gerekli faz sıvı ise işleme katı-sıvı ekstraksiyonu denir.
Basit ve geniş çapta uygulanabilir bir katı-sıvı ekstraksiyonu formu, katıyı, analitin içinde çözünür olduğu bir çözücü ile birleştirmeyi gerektirir. Karıştırma yoluyla, analit sıvı faza bölünür, bu daha sonra süzme yoluyla katıdan ayrılabilir. Çözücü seçimi, hedef analitin çözünürlüğüne ve maliyet, güvenlik ve çevresel kaygılar dengesine göre yapılmalıdır.
Sıvı Sıvı Ekstraksiyonu (Özütlemesi)
Bir sıvı-sıvı ekstraksiyonu, ya sulu bir fazda çözünen bir organik bileşiği organik bir çözücüye aktarır ya da reaksiyona girmemiş reaktanları, tuzları ve diğer suda çözünür safsızlıkları sulu faza transfer ederken, ilgilenilen organik bileşiği terk etmek için kullanılır. Karışmayan sıvılar, iyice karıştırılsa bile asla homojen bir çözelti oluşturmayan sıvılardır. Bunun yerine, karışmayan sıvılar, yağ ve su gibi farklı fazlara ayrılır.
Bir sıvı-sıvı ekstraksiyonu, sulu bir fazda çözünen organik bir bileşiği organik bir çözücüye aktarır. Sıvı-sıvı ekstraksiyonu gerçekleştirmek için önce çözünen içeren sulu çözelti bir ayırma hunisine eklenir. Daha sonra, ayırma hunisine suda çözünmeyen bir organik çözücü eklenir. Huninin içeriği iyice karıştırıldığında, organik bileşik, organik fazda sulu fazdan daha yüksek çözünürlüğüne bağlı olarak organik faza bölünür.
İki çözücü karışmadığından, iki sıvı, yoğun sıvı altta ve daha az yoğun sıvı üstte olmak üzere ayrı katmanlar oluşturur. İki faz tekrar iki katmana yerleştiğinde, ayırma hunisinin altındaki musluk açılarak ve bir katmanın dışarı akmasına izin verilerek ayrılırlar. Çözünen maddenin uzaklaştırıldığı sıvıya rafinat, çözünenin elde edildiği sıvıya ise özüt adı verilir.
Organik bileşik, her fazdaki çözünürlüğüne bağlı olarak iki katman arasında bölünür. Çözünen maddenin kimyasal potansiyeli iki fazda aynı olduğunda dengeye ulaşılır. Bir çözünenin bölme katsayısı K, organik katmandaki numune konsantrasyonunun sulu fazdaki konsantrasyona oranıdır.
Bölme katsayısı hem çözünen maddeye hem de ekstraksiyonda kullanılan çözücü çiftine bağlı bir sabittir. Bölme katsayısı, iki çözücünün her biri için çözünenin tercihinin bir ifadesidir. Büyük bir bölme katsayısına sahip çözünenler, organik çözücü tabakasına ekstrakte edilme eğilimi daha yüksektir. Küçük bölme katsayılarına sahip çözünenler, sulu faza geçişi tercih ederler.
Sıvı-sıvı ekstraksiyonu için hangi solvent çiftinin kullanılacağını belirlemek hayati bir adımdır. Hangi çözücülerin kullanılacağını seçerken aşağıdakileri göz önünde bulundurun: İlk olarak, çözünen madde çözücü içinde suda olduğundan daha fazla çözünür olmalıdır. Bu nedenle, potansiyel bir çözücü çiftinde çözünenin bölünme katsayısını bilmek gereklidir.
İkincisi, çözücü çifti suda karışmamalı ve karıştırıldığında homojen bir çözelti oluşturmamalıdır. Üçüncüsü, çözücüler inert olmalı ve çözünen ile reaksiyona girmemelidir. Çözücünün aynı zamanda, çözünen maddeden kolayca uzaklaştırılabilmesi için uçucu olması gerekir. Suyla karışmayan organik çözücü genellikle polar olmayan veya düşük polariteye sahiptir.
Üst ve alt katmanların kimliklerini belirlemek için çözücülerin yoğunluklarını bilmek de önemlidir. Çoğu organik sıvı, klorlu organik çözücüler hariç, sudan daha düşük yoğunluğa sahiptir ve ayırma hunisinin dibine çökecektir.
Asit-Baz Ekstraksiyonu (Özütlemesi)
Asit-baz ekstraksiyonu, organik bileşikleri asit-baz özelliklerine göre ayıran bir tür sıvı-sıvı ekstraksiyonudur. Bir çözünen asit veya baz ise, pH değiştikçe yükü de değişir. Genel olarak, çoğu organik bileşik nötrdür ve bu nedenle organik çözücülerde suda olduğundan daha fazla çözünür. Ancak organik bileşik iyonik hale gelirse suda daha fazla çözünür hale gelir. Bu, bir organik asit veya baz bileşiğinin bir organik fazdan sulu bir faza ekstrakte edilmesinde faydalıdır.
Asit-baz ekstraksiyonu, çözünen maddeyi suda çözünür tuz formuna dönüştürerek ve böylece çözünürlüğünü değiştirerek bu özelliği kullanır. Tekniğin etkili olabilmesi için organik bileşiğin ve tuzunun çözünürlüğü önemli ölçüde farklı olmalıdır.
Örneğin, bir organik karboksilik asit, bir amin ve bir nötr bileşik içeren bir karışımı düşünün. Altı veya daha fazla karbondan oluşan karboksilik asitler suda çözünmez ve organik çözücülerde tamamen çözünür. Bununla birlikte, bunların eşlenik bazları (iyonik bir bileşik) suda çözünür ve organik çözücülerde çözünmez. En az yedi karbondan oluşan bir amin suda çözünmez ancak organik çözücülerde çözünür. Bu aminin (iyonik bir bileşik) konjuge asidi suda çözünür ve organik çözücülerde çözünmez.
Bir baz ile reaksiyona girdiğinde, karboksilik asit tuz formuna nötralize edilir. Karışımdaki diğer bileşikler nötr kalır. Karboksilik asit bir tuza dönüştürüldüğünde, sulu faza bölünürken, nötr bileşikler organik fazda kalır. Asit-baz ekstraksiyonu ayrıca iki zayıf asidi veya iki zayıf bazı pKa’larında önemli bir farkla ayırmak için kullanılır. Asitler söz konusu olduğunda, küçük bir pKa değerine sahip olan nispeten daha güçlü asit, zayıf bir baz kullanılarak bir tuza nötralize edilir. Zayıf baz, daha zayıf asitle verimli bir şekilde reaksiyona girmez ve sadece daha güçlü asit bir tuza dönüştürülür. Daha sonra, ekstraksiyon sırasında tuz sulu faza ekstrakte edilir. İşlem, nispeten daha güçlü bazın zayıf bir asit kullanılarak bir tuza nötralize edildiği zayıf bazlar için benzer şekilde devam eder.
