Un embudo de decantación , también conocido como embudo de separación , embudo de separación o, coloquialmente, embudo sep , es una pieza de cristalería de laboratorio que se utiliza en extracciones líquido-líquido para separar ( particionar ) los componentes de una mezcla en dos fases de disolventes inmiscibles de diferentes densidades . [1] Normalmente, una de las fases será acuosa y la otra un disolvente orgánico lipófilo como éter , MTBE , diclorometano , cloroformo o acetato de etilo . Todos estos disolventes forman una delimitación clara entre los dos líquidos. [2] El líquido más denso, normalmente la fase acuosa a menos que la fase orgánica esté halogenada , se hunde hasta el fondo del embudo y se puede drenar a través de una válvula lejos del líquido menos denso, que permanece en el embudo de decantación. [3]
Un embudo de decantación tiene forma de cono con un extremo hemisférico. Tiene un tapón en la parte superior y una llave de paso (grifo) en la parte inferior. Los embudos de decantación que se utilizan en los laboratorios suelen estar hechos de vidrio de borosilicato y sus grifos están hechos de vidrio o PTFE . Los tamaños típicos oscilan entre 30 ml y 3 l. En la química industrial pueden ser mucho más grandes y para volúmenes mucho mayores se utilizan centrífugas . Los lados inclinados están diseñados para facilitar la identificación de las capas. La salida controlada por grifo está diseñada para drenar el líquido del embudo. En la parte superior del embudo hay una junta cónica estándar que encaja con un tapón de vidrio esmerilado o teflón. [4]
Para utilizar un embudo de decantación, las dos fases y la mezcla que se va a separar en solución se añaden por la parte superior con la llave de paso de la parte inferior cerrada. A continuación, se cierra el embudo y se agita suavemente invirtiéndolo varias veces; si las dos soluciones se mezclan juntas con demasiada fuerza se formarán emulsiones . A continuación, se invierte el embudo y se abre con cuidado la llave de paso para liberar el exceso de presión de vapor . El embudo de decantación se aparta para permitir la separación completa de las fases. A continuación, se abren las llaves de paso superior e inferior y se libera la fase inferior por gravedad . La parte superior debe abrirse mientras se libera la fase inferior para permitir la igualación de presión entre el interior del embudo y la atmósfera. Cuando se ha eliminado la capa inferior, se cierra la llave de paso y se vierte la capa superior por la parte superior en otro recipiente.
El embudo de decantación se basa en el concepto de "lo similar disuelve a lo similar", que describe la capacidad de los disolventes polares de disolver solutos polares y de los disolventes no polares de disolver solutos no polares. Cuando se agita el embudo de decantación, cada soluto migra al disolvente (también denominado "fase") en el que es más soluble.
Normalmente, los disolventes no forman una solución unificada porque son inmiscibles. Cuando el embudo se mantiene estacionario después de la agitación, los líquidos forman capas físicas distintas: los líquidos de menor densidad permanecerán por encima de los líquidos de mayor densidad. De este modo, una mezcla de solutos se separa en dos soluciones físicamente separadas, cada una enriquecida con diferentes solutos.
La llave de paso puede abrirse después de que las dos fases se separen para permitir que la capa inferior escape del embudo de separación. La capa superior puede conservarse en el embudo de separación para extracciones posteriores con lotes adicionales de disolvente o drenarse en un recipiente separado para otros usos. Si se desea conservar la capa inferior en el embudo de separación para extracciones posteriores, ambas capas se extraen por separado y luego la capa inferior anterior se devuelve al embudo de separación.
Cada solución independiente puede luego ser extraída nuevamente con lotes adicionales de solvente, utilizados para otros procesos físicos o químicos. Si el objetivo era separar un material soluble de la mezcla, la solución que contiene ese producto deseado a veces puede simplemente evaporarse para dejar atrás el soluto purificado. Por esta razón, es un beneficio práctico utilizar solventes volátiles para extraer el material deseado de la mezcla. [5]
Una de las desventajas de utilizar un embudo de separación es que las emulsiones se pueden formar fácilmente y pueden tardar mucho tiempo en separarse una vez formadas. A menudo se forman mientras se mezclan líquidos en el embudo de separación. Esto puede ocurrir cuando pequeñas gotas están suspendidas en una solución acuosa. Si se forma una emulsión, una técnica utilizada para separar los líquidos es agitar lentamente la solución en el embudo de separación. Si la emulsión no se separa mediante este proceso, se agrega una pequeña cantidad de solución salina saturada (" salificación "). [6]
Se están realizando investigaciones sobre técnicas alternativas más eficientes, principalmente utilizando barras agitadoras para disminuir o incluso eliminar la posibilidad de emulsificación, disminuyendo así el tiempo de espera. [7]
El mayor riesgo al utilizar un embudo de decantación es la acumulación de presión. La presión se acumula durante la mezcla si se produce una reacción que genere un gas o un cambio físico. Este problema se puede solucionar fácilmente simplemente abriendo el tapón de la parte superior del embudo de forma rutinaria mientras se mezcla. Un procedimiento más estándar es invertir el embudo de decantación boca abajo y abrir la llave de paso para liberar la presión, un paso que se realiza repetidamente y que se conoce como "ventilación". Esto debe hacerse con la punta del embudo apuntando en dirección opuesta al cuerpo. [8]
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