ماهو الاستخلاص

تستخدم تقنية الاستخلاص لفصل مادة أو عدة مواد عن بعضها البعض ، وهي تعتمد على الذوبانية والاستخراج ، فكما هو معروف أن المذيبات تذيب أشباهها ، وعليه فإن عملية الاستخلاص مبنية على الانتشار ، أو تجزئة المادة المذابة بين مذيبين غير قابلين للامتزاج مع بعضهما البعض ، وتتم هذه العملية في قمع خاص للاستخلاص يسمى قمع الفصل .

أحد الأمثلة على

الفصل الكيميائي

هو القهوة منزوعة الكافيين ، أي شخص صنع فنجانًا من القهوة أو الشاي الساخن قام بعملية الاستخلاص ، ويعد الاستخلاص تقنية أساسية تُستخدم لعزل مركب واحد من خليط ، الاستخراج هو عملية يتم فيها فصل مكون أو أكثر بشكل انتقائي عن السائل ، أو خليط صلب ، التغذية (المرحلة 1) ، عن طريق مذيب سائل غير قابل للامتزاج (المرحلة 2) ، يعد التعرف على نظريتها واستخدامها الصحيح أمرًا ضروريًا لإكمال العديد من التجارب العضوية بنجاح ، كما يعد الاستخلاص أحد طرق

فصل المخاليط

، العوامل المهمة التي تساعد في الحصول على استخلاص جيد :

اختيار مذيب مناسب ، بحيث لا يمتزج مع الماء أو السائل الأصلي .
تكون له قدرة عالية على الإذابة .
متطاير يمكن التخلص منه بسهولة .

أنواع طرق الاستخلاص

الأنواع الثلاثة الأكثر شيوعًا للاستخراج هي: سائل / سائل ، سائل / صلب ، وحمض / قاعدي (يُعرف أيضًا باسم الاستخراج النشط كيميائيًا) ، أمثلة القهوة والشاي كلاهما من النوع السائل / الصلب الذي يتم فيه عزل مركب (كافيين) من خليط صلب باستخدام مذيب استخلاص سائل (ماء) / عادة ما تستخدم طرق الاستخراج التقليدية ، بما في ذلك النقع والترشيح واستخراج الجزر ، المذيبات العضوية وتتطلب كمية كبيرة من المذيبات ووقت استخلاص طويل .

النقع

هذه طريقة استخلاص بسيطة للغاية مع عدم وجود وقت استخراج طويل وكفاءة استخراج منخفضة ، يمكن استخدامه لاستخراج المكونات الحرارية .

الاستخلاص بالمذيبات

الاستخلاص بالمذيب ، ويسمى أيضًا الاستخلاص السائل – السائل ، هو العملية التي يتم فيها

فصل المركبات

وينتقل من مذيب إلى آخر بسبب الاختلاف في قابلية الذوبان أو معامل التوزيع بين هذين المذيبين غير القابلين للامتزاج (أو قليل الذوبان) ، يمكن استخدام الاستخلاص بالمذيبات لفصل مادة عن محلول عن طريق الاستخراج إلى مذيب آخر ، يمكن استخدامه إما لاستعادة مادة قيّمة من المحلول الأصلي ، أو لتنقية المذيب الأصلي عن طريق إزالة مكون غير مرغوب فيه ، ومن شروط المذيب الخاص بالاستخلاص :

عدم امتزاج المذيب مع المحلول الذي يوجد به المركب .
عدم تفاعل المذيب مع مكونات الخليط .
سهولة فصل المذيب من المركب المذاب فيه .
معامل انتشار المذيب ملائم للمركب المراد فصله ، وغير ملائم للشوائب .

طرق استخلاص المركبات الطبيعية

دائمًا ما تكون كميات المنتجات الطبيعية النشطة بيولوجيًا في الأدوية الطبيعية منخفضة نسبيًا ، اليوم ، من الأهمية بمكان تطوير طرق فعالة وانتقائية لاستخراج وعزل تلك المنتجات الطبيعية النشطة بيولوجيًا ،الاستخلاص هو الخطوة الأولى لفصل المنتجات الطبيعية المرغوبة عن المواد الخام ، تشمل طرق الاستخراج الاستخلاص بالمذيبات وطريقة التقطير والضغط والتسامي وفقًا لمبدأ الاستخلاص الكميائي ، الاستخلاص بالمذيبات هو الطريقة الأكثر استخدامًا ، يتم استخلاص المنتجات الطبيعية من خلال المراحل التالية:

يخترق المذيب إلى المصفوفة الصلبة .
المذاب يذوب في المذيبات
ينتشر المذاب خارج المصفوفة الصلبة .
يتم جمع المحاليل المستخرجة.
أي عامل يعزز الانتشار والذوبان في الخطوات السابقة سوف يساعد على الاستخلاص .

استخلاص سائل سائل

وتعرف بالإنجليزية Liquid liquid extraction ، يتضمن استخلاص سائل سائل سائلين غير قابلين للامتزاج ، السوائل غير القابلة للامتزاج لا تذوب في بعضها البعض ؛ تشكل طبقات عند وضعها في نفس الأواني الزجاجية ، عدم الامتزاج هو نتيجة لسائلين لهما قطبية مختلفة ، أكثر زوج من مذيبات الاستخراج شيوعًا هو ثنائي إيثيل إيثر (يشار إليه غالبًا باسم “الأثير”) والماء.

يمكن استخلاص المركبات التي لا تمتزج بشكل جيد في المذيبات العضوية ولكنها شديدة الامتزاج في الماء إلى مركبات عضوية إما عن طريق الاستخلاص المتكرر باستخدام قمع فصل أو باستخدام مستخرج سائل-سائل ، تختلف طرق الاستخراج باختلاف كثافة المذيب المستخدم ، تتطلب المذيبات الأكثر كثافة من الماء أواني زجاجية مختلفة (أو أواني زجاجية إضافية) مقابل مذيبات أقل كثافة من الماء.

يتم تحديد موقع (الطبقة العلوية أو السفلية) لمذيب الاستخلاص حسب الكثافة ، كثافة الأثير 0.713 جم / سم 3 وكثافة H2O 1.0 جم / سم 3 ؛ لذلك ، يكون الأثير دائمًا الطور الأعلى عندما يكون زوج مذيب الاستخلاص هو الأثير والماء ،ستؤثر خصائص مذيب الاستخلاص ، وحجم جزيئات المواد الخام ، ونسبة المذيبات إلى الحالة الصلبة ، ودرجة حرارة الاستخراج ومدة الاستخلاص على كفاءة الاستخلاص الكميائي . [1]

طرق الاستخلاص بالمذيبات

يعد الاستخلاص بالمذيبات من أكثر الطرق شيوعًا وأهمية لفصل وتنقية العديد من العناصر، الاستخلاص بالمذيبات هي طريقة مثلى تساعد في استرداد العديد من المكونات ، إنها طريقة لفصل المركبات على أساس قابليتها للذوبان في سائلين مختلفين غير قابلين للامتزاج مثل الماء والمركب العضوي.

أو بعبارة أبسط إنها طريقة لفصل مركب قابل للذوبان في سائل غير قابل للامتزاج أو غير قابل للامتزاج جزئيًا مما يمنحك المركب المطلوب إما في شكل مذاب أو في شكل بقايا ، هذا يشكل طبقات مختلفة مما يسهل فصل المركبات

يعد اختيار المذيب أمرًا ضروريًا لاستخراج المذيب ، يجب مراعاة الانتقائية والذوبان والتكلفة والسلامة عند اختيار المذيبات ، استنادًا إلى قانون التشابه والتباين ، من المرجح أن تعمل المذيبات ذات القيمة القطبية بالقرب من قطبية المذاب بشكل أفضل والعكس صحيح ، الكحولات (EtOH و MeOH) هي مذيبات عالمية في استخلاص المذيبات من أجل التحقيق الكيميائي النباتي.

بشكل عام ، كلما كان حجم الجسيمات أدق ، كانت النتيجة الأفضل التي يحققها الاستخراج. سيتم تعزيز كفاءة الاستخراج من خلال حجم الجسيمات الصغير بسبب الاختراق المعزز للمذيبات وانتشار المواد المذابة. ومع ذلك ، فإن حجم الجسيمات الدقيق للغاية سيكلف الامتصاص المفرط للمذاب في المادة الصلبة وصعوبة في الترشيح اللاحق.

تزيد درجات الحرارة المرتفعة من الذوبان والانتشار. ومع ذلك ، فإن درجات الحرارة المرتفعة جدًا قد تتسبب في فقد المذيبات ، مما يؤدي إلى مستخلصات من الشوائب غير المرغوب فيها وتحلل المكونات القابلة للتحلل بالحرارة ، تزداد كفاءة الاستخراج مع زيادة مدة الاستخراج في نطاق زمني معين ، لن تؤثر زيادة الوقت على الاستخراج بعد الوصول إلى توازن المادة المذابة داخل وخارج المادة الصلبة.

كلما زادت نسبة المذيب إلى المادة الصلبة ، زاد إنتاجية الاستخلاص ؛ ومع ذلك ، فإن نسبة المذيبات إلى الصلبة المرتفعة للغاية ستسبب مذيب استخلاص مفرط وتتطلب وقتًا طويلاً للتركيز. [2]

فوائد الاستخلاص

الاستخلاص هو أحد طرق الفصل ، ويعتمد استخلاص مركب ما على الخواص الكميائية أو الفيزيائية لمكونات الخليط الموجودة في هذا المركب ، فلو كان المركب المطلوب تساهمي ، والمركب الثاني (الشائب) متأين فيستخلص المركب العضوي بمذيب عضوي ، والمركب المتأين يستخلص بالماء .

هناك عدة أسباب لاستخدام الاستخراج في معمل الكيمياء ، إنها طريقة رئيسية لعزل المركبات عن المواد النباتية ، ينقل الاستخراج المركبات من سائل إلى آخر ، بحيث يمكن معالجتها أو تركيزها بسهولة أكبر ، كما أنه يتيح الإزالة الانتقائية للمكونات في الخليط ، وله العديد من الاستخدامات الغرض منها : [3]

يستخدم الاستخلاص لفصل مكونات المزيج باستخدام مذيب مناسب (ينتخب المذيب بحيث يذوب مادة بشكل تام أو كبير ولا يذوب المادة الأخرى) .
يستخدم لتنقية المواد العضوية من الشوائب ،ويتم ذلك من خلال وضع المادة المراد تنقيتها بين مذيبين غير قابلين للامتزاج ، وهذا يعتمد على قابلية ذوبان المادة أو معامل الفصل بينهما .
يستخدم في فصل المواد المذابة من محاليلها أو من خليط ، إذا كانت المواد في تنقية مادة شائبة ، إذا كانت حامضية يتم غسلها بيكربونات الصوديوم .