Técnicas de Extracción y Valoración en Química Analítica: Aplicaciones y Metodología

Extracción Sólido-Líquido con Extractor Soxhlet

Una aplicación interesante, aunque no es extracción líquido-líquido sino extracción sólido-líquido (ESL), es la extracción mediante un extractor Soxhlet que es de tipo continua. En este caso, se emplea el mismo volumen del disolvente que pasa repetidamente por el sólido a extraer. La muestra sólida se pesa en un cartucho Soxhlet y se coloca con una pinza en el tubo central. Al matraz se le añade el disolvente hasta un nivel determinado y se calienta. El disolvente se evapora por destilación y, una vez condensado, se pone en contacto con el cartucho hasta que se llena. El retorno del disolvente al matraz no se hace continuamente sino por etapas; se suelen hacer 4-6 en 24 horas. El exceso de extractante con los analitos pasa al matraz por un sifón. Al final, en el matraz queda el extracto. Es una lixiviación aplicable de manera especial para la extracción de grasas en alimentos.

La determinación de grasas libres en determinados alimentos no requiere la hidrólisis del mismo, solo la ESL. Para determinar el contenido de grasas totales, es imprescindible una hidrólisis, dependiendo del alimento, ácida (cacao, cereales, huevos, pescado, etc.) o bien alcalina para lácteos (leche y derivados como helados, quesos, nata), antes de la extracción Soxhlet. El extracto con la grasa extraída se calienta para evaporar el disolvente y queda un residuo de la grasa que se pesa en la balanza analítica.

Metodología General de Extracción en Fase Sólida

La metodología más general consiste en retener los analitos en el sorbente y posteriormente eluirlos con un pequeño volumen de disolvente. Hay preconcentración de analitos y limpieza (clean-up) de la matriz. Las etapas básicas son:

1. Acondicionamiento: en esta etapa se pasa un pequeño volumen de un disolvente que solvata los sitios activos de la fase sólida para obtener interacciones reproducibles entre el analito y el material sorbente, así como para eliminar el aire atrapado. Algunas fases, particularmente las no polares, no retienen de modo reproducible los analitos hasta que el sorbente no se solvata adecuadamente. Consiste en humedecer la fase sólida haciendo pasar varias veces un disolvente o mezcla de varios.
2. Aplicación de la muestra/Retención del analito: la aplicación de la muestra (1 mL hasta 1 L) conlleva una interacción entre las moléculas de analito y la fase sorbente, quedando este retenido en la superficie de la fase. La retención depende de las características del analito, el disolvente de la muestra y la fase sorbente.
3. Limpieza: proceso en el que se eliminan constituyentes de la matriz que hayan quedado retenidos en la columna. Se emplean disolventes que no eliminen nada de analito, aunque se pueda desplazar por la columna de fase sorbente. Puede ser opcional. Disolventes no polares o polares.
4. Elución: última etapa. Consiste en extraer el analito de la superficie de la fase sorbente en la que había sido previamente retenido. La elución se consigue introduciendo un disolvente de forma que el analito interaccione más fuertemente con este que con la fase sorbente, por lo que se eluye. Se obtiene el extracto final para su análisis por cromatografía de líquidos o de gases.

Consideraciones sobre Análisis Cualitativo y Cuantitativo

Existe una contradicción entre dos propiedades analíticas:

• Representatividad (máxima >número< de muestras).
• Productividad (costes, rapidez <número de muestras).

Las diferencias entre el análisis cualitativo y cuantitativo radican en que ni la exactitud ni la precisión son aplicables, y en su lugar se emplea una combinación de las mismas: la fiabilidad. Dentro de los parámetros relacionados con la sensibilidad del método, solo es aplicable el límite de detección. En lo referente a las restantes propiedades analíticas, tienen la misma consideración que en el análisis cuantitativo. Es evidente que la respuesta binaria requiere la representatividad del objeto en la muestra. Lo mismo respecto a otras propiedades básicas y productivas.

Sustancias Patrón en Valoraciones Químicas

Las sustancias patrón primario se emplean para preparar disoluciones valorantes directamente por pesada o bien para valorar disoluciones valorantes que no se pueden preparar por pesada directa por tratarse de patrones secundarios. Los patrones primarios deben poseer las siguientes cualidades:

• Alta pureza (mayor del 99,5%).
• Reaccionar estequiométricamente con el analito.
• Tener un peso equivalente alto.
• No debe ser higroscópico.
• Sus disoluciones deben ser estables.

Ejemplo de patrón primario: ftalato ácido.

Los patrones secundarios permiten preparar disoluciones valorantes de concentración aproximada y se deben contrastar valorándolos con un patrón primario.