Este documento describe métodos para separar los componentes de una mezcla mediante extracción líquido-líquido y aprovechando sus propiedades ácido-base. Explica cómo separar una mezcla que contiene anilina (base), ácido salicílico (ácido fuerte) y ciclohexanona (neutro) usando reacciones ácido-base para transferir la anilina y el ácido a la fase acuosa, y luego extraer los componentes individuales.

1. Química Orgánica 1
SEPARACIÓN DE LOS COMPONENTES DE UNA
MEZCLA POR EXTRACCIÓN
Extracción líquido-líquido
El término extracción se define como la transferencia de una sustancia de una fase a otra. Aunque
también se utilizan técnicas de extracción sólido-líquido, la más frecuente es la extracción líquido-líquido,
conocida simplemente como extracción, que se lleva a cabo entre dos líquidos inmiscibles utilizando un
embudo de decantación. Las dos fases líquidas de un proceso de extracción son:
a) Fase acuosa: agua o disolución acuosa.
b) Fase orgánica: disolución o disolvente orgánico inmiscible con el agua.
Los disolventes orgánicos más utilizados para llevar a cabo una extracción son el cloruro de metileno o
diclorometano (CH2Cl2), el cloroformo o triclorometano (CHCl3), el acetato de etilo (CH3COOCH2CH3), el
éter dietílico (CH3CH2OCH2CH3), el tolueno (C6H5-CH3), el hexano (mezcla de hexanos isómeros: C6H14),
etc. La elección del disolvente se realiza en cada caso teniendo en cuenta la solubilidad en el mismo de la
sustancia a extraer y la facilidad con que puede separarse ésta del disolvente. El éter dietílico es el más
utilizado por la gran solubilidad en el mismo de la mayor parte de los compuestos orgánicos y por su bajo
punto de ebullición (35ºC). Sin embargo, su gran volatilidad y su fácil inflamabilidad exigen manejarlo con las
precauciones debidas.
1. Fundamento teórico
Supongamos que una disolución de un compuesto A en un disolvente 1 se extrae con otro disolvente 2,
inmiscible con el primero, en el cual el compuesto A es más soluble. Dicho compuesto se repartirá entre
ambos disolventes hasta llegar a una situación de equilibrio. Finalmente, las dos fases líquidas inmiscibles se
separarán en el embudo de decantación, quedando abajo la de mayor densidad.
La relación de las concentraciones del compuesto A en cada disolvente, a una temperatura dada, es una
constante llamada coeficiente de reparto (K). Para un mismo compuesto, el coeficiente de reparto depende
de la temperatura y del par de disolventes considerados.
Solubilidad de A en 2 > Solubilidad de A en 1
K =
[A]2
[A]1
Solubilidad de A en el disolvente 2
Solubilidad de A en el disolvente 1
≈
donde [A]1 y [A]2 son las concentraciones en el equilibrio del compuesto A en los disolventes 1 y 2
respectivamente. Realizando una aproximación, puede considerarse que la concentración del compuesto A
en cada disolvente se correlaciona con la solubilidad de dicho compuesto en el disolvente puro. Por tanto, el
éxito de una extracción depende de la solubilidad relativa del compuesto a extraer en el par de disolventes
elegidos. El cálculo demuestra que al ser la relación de las concentraciones en ambas fases constante,

2. Química Orgánica 2
independientemente de los volúmenes relativos, la extracción de una sustancia de una disolución acuosa es
mas eficiente si se extrae varias veces con pequeñas porciones
2. Procedimiento experimental
Se esquematiza a continuación en las Figuras 1, 2 y 3.
Preparación del material
Adición de las fases
Agitación de la mezcla
Separación de las fases
Secado de la fase orgánica
Filtración y eliminación del disolvente
Figura 2.- Material necesario para una extracción
Figura 1.- Fases de un proceso de extracción. y modo de efectuar la adición de las fases.
Figura 3.- Filtración del agente desecante

3. Química Orgánica 3
Extracción ácido-base
Los compuestos orgánicos con carácter ácido o básico que están disueltos en un disolvente orgánico,
pueden llevarse a una fase acuosa simplemente aprovechando sus propiedades ácido/base. En ocasiones,
una mezcla orgánica puede contener ácidos carboxilicos (ácidos fuertes, pKa ≈ 5), fenoles (ácidos débiles,
pKa ≈ 10) o aminas (bases, pKb ≈ 4) que interesa separar, bien para eliminarlos de la mezcla o para seguir
trabajando con ellos. El procedimiento de extracción consiste en transformarlos secuencialmente en su sal
correspondiente haciéndolos reaccionar con una disolución acuosa ácida o básica.
La sal que se forma es soluble en agua e insoluble en el disolvente orgánico (Figura 4), al contrario que el
resto de compuestos orgánicos de partida. De esta manera se consigue separar un compuesto orgánico,
ácido o básico, de la disolución orgánica inicial. Si en la mezcla inicial hay compuestos orgánicos neutros, no
se verán afectados por estas reacciones ácido/base y permanecerán inalterados en la disolución orgánica de
partida. En todos los casos, es necesario repetir la extracción con ácido o base varias veces con objeto de
garantizar la transformación de todo el compuesto orgánico ácido o básico en su sal.
R-CO2H + NaHCO3
Soluble en d. orgánico
R-CO2
-
Na+
soluble en agua
ácido carboxílico
fase acuosa
+ CO2 + H2O
+ NaOH
Soluble en d. orgánico
ArO-
Na+
soluble en agua
fenol
fase acuosa
+ H2OArOH
+ HCl
Soluble en d. orgánico soluble en agua
fase acuosa
R1
NH+
Cl-
R2
R3
R1 N
R2
R3
amina
Figura 4.- Propiedades ácido/base de los compuestos orgánicos.
Una vez que el compuesto orgánico ácido o básico se encuentra disuelto en la fase acuosa en forma de
su sal, puede recuperarse de nuevo mediante la reacción ácido-base inversa, que transforma la sal en el
compuesto orgánico de partida, insoluble en agua (Figura 5).

4. Química Orgánica 4
R-CO2H+ HCl
Soluble en d. orgánico
R-CO2
-
Na+
soluble en agua
fase acuosa
+ NaCl
Soluble en d. orgánico
ArO-
Na+
soluble en agua
+ NaClArOH
+ NaOH
Soluble en d. orgánicosoluble en agua
fase acuosa
R1 NH+ Cl-
R2
R3
R1
N
R2
R3
+ HCl
fase acuosa
+ NaCl + H2O
Figura 5.- Propiedades ácido/base de los compuestos orgánicos.
A continuación hay que separar de la fase acuosa el compuesto orgánico insoluble. El procedimiento
general consiste en realizar una extracción con un disolvente orgánico. Sin embargo, si el compuesto es
sólido, al ser insoluble en agua precipita y la separación se puede llevar a cabo mediante filtración.

5. Química Orgánica 5
EJERCICIO PRÁCTICO A REALIZAR
El objetivo de esta práctica es la separación de cuatro componentes orgánicos presentes en una
disolución, utilizando la extracción líquido-líquido y aprovechando sus propiedades ácido-base.
La disolución orgánica contiene cuatro componentes orgánicos con diferentes propie-dades ácido-base:
un ácido fuerte (ácido salicílico), una base (anilina) y un compuesto neutro (ciclohe-xanona). El procedimiento
a seguir para su separación se muestra en la Figura 6, y se detalla a continuación:
1. La disolución orgánica I, que contiene los compuestos a separar, se agita con una disolución acuosa de
ácido clorhídrico al 10%. La anilina, el compuesto básico, forma el clorhidrato de anilinio, que al ser una
sal soluble en la fase acuosa pasa a ésta y se elimina de la mezcla inicial. Esta operación se repite dos
veces más para garantizar la extracción total de la anilina. Para recuperar la anilina, se añade a la fase
acuosa ácida una disolución de hidróxido sódico al 10% hasta pH básico. En la fase acuosa se observará
la aparición de la anilina como una emulsión aceitosa inmiscible en agua. Para separarla de la fase
acuosa, se lleva a cabo una extracción con acetato de etilo (CH3-CO-O-CH2-CH3), un disolvente
inmiscible con el agua. Finalmente, la fase orgánica se lava con disolución saturada de cloruro sódico, se
seca sobre sulfato sódico anhidro, se filtra y se evapora el disolvente a presión reducida (Nota 1).
2. A la disolución orgánica II, que contiene ácido salicílico y ciclohexanona, se le adiciona una disolución de
bicarbonato sódico al 5% (base débil) que reacciona solamente con el ácido salicílico (ácido fuerte)
formando salicilato sódico. Al ser ésta una sal soluble en la fase acuosa, se elimina de la disolución
orgánica. Esta operación se repite dos veces más para extraer todo el ácido salicílico. A la fase acuosa se
le añade ácido clorhídrico diluído hasta pH ácido para recuperar el ácido salicílico, que es un sólido
insolubble en agua y, por tanto, precipita en el medio acuoso. Finalmente se filtra y se seca (Nota 2).
3. Y de la fase orgánica final, que contiene únicamente ciclohexanona, por el proceso habitual se obtiene el
compuesto neutro, que es líquido a temperatura ambiente.
Nota 1.- Todo el párrafo subrayado se conoce como proceso habitual.
Nota 2.- Esta filtración se lleva a cabo cuando se trabaja con disoluciones concentradas, pero si se trata de
disoluciones diluidas entonces, a la disolución acuosa y ácida se le añade acetato de etilo y se sigue el
proceso habitual.
CUESTIONES
1.- ¿Qué procedimiento(s) seguirias para separar: a) o-cresol y anilina, b) ácido salicílico y ciclohexanona?
2.- Ya aislados cada uno de los cuatro compuestos de la disolución orgánica I contestar: a) El número de
moles de cada uno de ellos, b) su concentración molar en la disolución I, c) su fracción molar en dicha
disolución.

6. Química Orgánica 6
NH2 CO2H
OH
O
anilina
(base)
a. salicílico
(ácido fuerte)
ciclohexanona
(neutro)
DISOLUCIÓN ORGÁNICA I
Disolución acuosa de HCl 10%
FASE ORGÁNICA
NH3
+ Cl-
FASE ACUOSA
1) NaOH hasta pH básico
2) Acetato de etilo
3) Proceso habitual
DISOLUCIÓN ORGÁNICA II
COOH
OH
O
Disolución acuosa de NaHCO3 6%
CO2
- Na+
FASE ACUOSA
1) HCl hasta pH ácido
2) Acetato de etilo
3) Proceso habitual
FASE ORGÁNICA
O
ciclohexanona
Proceso habitual
NH2
anilina
CO2H
ácido salicílico
OH
OH
Figura 6.- Procedimiento para la separación de un ácido fuerte, una base y un compuesto neutro.