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La extracción o separación de componentes químicos disueltos del líquido X en fase A, se lleva a cabo haciendo una solución líquida de X en contacto con una segunda fase B. Dado que las fases A y B son inmiscibles, existe una separación entre ambos. La fase B puede ser un sólido, líquido, gas o fluido supercrítico. Se produce una distribución de componentes entre las fases inmiscibles. Después de que el analito se distribuye entre las dos fases, el analito extraído es liberado o recuperado de la fase B para procedimientos de extracción posteriores o directamente para análisis instrumentales.

La teoría del equilibrio químico lleva a describir la reacción de distribución reversible como:

𝑋𝐴↔ 𝑋𝐵 ……… 1

y la expresión de la constante de equilibrio, denominado como la ley de distribución de Nernst, es:

𝐾𝐷= [𝑋]𝐵

[𝑋]𝐴 ……….2

Donde los corchetes denotan la concentración de X en cada fase, a temperatura constante. Por convención, la concentración extraída en la fase B aparece en el numerador de la ecuación (2). La constante de equilibrio es independiente de la velocidad a la cual la reacción sucede.

La función del analista es optimizar las condiciones de extracción de modo que la distribución de soluto entre las fases se encuentre más a la derecha en la ecuación (1) y el valor resultante de KD sea grande, lo que indica un alto grado de extracción de la fase A en la fase B. A la inversa, si KD es pequeño, menos químico X es transferido de la fase A a la fase B. Si KD es igual a 1, existen concentraciones equivalentes en cada fase (Wells, 2003).

Extracción Liquido-Liquido (ELL)

En la extracción líquido-líquido (ELL), las fases A y B son ambas líquidas. Las dos fases líquidas tienen que ser inmiscibles. Por esa razón, la ELL también se refiere a la extracción de disolvente como inmiscible. En

la práctica, una fase es generalmente acuosa, mientras que la otra fase es un solvente orgánico. Una extracción puede ser lograda sí el analito tiene una solubilidad favorable en el solvente orgánico.

Los químicos han utilizado solventes orgánicos para la extracción de sustancias de agua desde principios del siglo XIX (citado por Matabudul, Crosby y Sumar, 1999 en Wells, 2003).

Extracción Liquido-Sólido (ELS)

Cuando un líquido se extrae por un sólido, la fase A de la ley de distribución de Nernst [Ecuación anterior (2)] se refiere a la muestra líquida y la fase B, de la fase de extracción, representa la fase sólida. Clásicamente, las extracciones líquido-sólido (ELS), se utilizan para concentrar los compuestos orgánicos semivolátiles de líquidos en la fase sólida.

La muestra líquida se pone en contacto con el fluido, la fase sólida de extracción a granel, se deja en un equilibrio entre las dos fases para que ocurra, seguido por una separación física (por decantación o filtración) de la fase sólida y líquida (Wells, 2003).

Extracción en Fase Sólida (EFS)

Esta técnica es el reemplazo de la clásica ELL. Se emplea para extraer contaminantes orgánicos semivolátiles o no volátiles de matrices acuosas. Consiste en adsorber los analitos en un sustrato específico (fase sólida), haciendo pasar la muestra por una micro-columna o cartucho. Mediante el lavado del adsorbente, previo a la elución de los analitos es posible descartar la sustancia proveniente de la matriz que cause interferencias y lograr una concentración de los analitos de 100 a 5000 veces. El método puede ser empleado para el aislamiento de trazas. Comercialmente existen cartuchos que contienen adsorbentes de diferentes tipos y tamaños de partícula, que se permiten utilizarlos a presión negativa (vacío) para forzar la entrada de la muestra a través del adsorbente. El cartucho típico para extracción en fase sólida consiste en una columna corta (generalmente dispuestos en una jeringa abierta) con un adsorbente con un tamaño de partícula nominal entre 50 a 60 µm, contenido entre un metal poroso o una membrana plástica. El proceso que se sigue en una extracción en fase sólida, empleando cualquier cartucho comercial es el siguiente: a) acondicionar el adsorbente, preparando el cartucho para la posterior interacción con la muestra; b) pasar la muestra para adsorber los analitos en el adsorbente; c) lavar el cartucho, para remover las impurezas de la matriz y d) eluir, para extraer los analitos con un disolvente selectivo. Como con esta técnica es posible emplear disolventes apolares o polares, los extractos pueden ser inyectados en

cromatografía de gases o de líquidos, según sea la naturaleza química de los contaminantes (citado por Hildebrandt, Lacorte, Barceló, 2006; Jakubowska, Zygmunt, Polkowska, Zabiegata y Namieśnik, 2009, en Sánchez, 2002).

Microextracción en Fase Sólida (MEFS)

Un nuevo enfoque que se ha vuelto disponible comercialmente es la microextracción en fase sólida (MEFS), desarrollado en Canadá por Pawliszyn y colaboradores (citado por Belardi y Pawliszyn, 1989; Arthur, Killan, Buchholz, Pawliszyn, 1992 en Beltrán, López, Cepria y Hernández 1998). Esta técnica es libre de solventes y no requiere toda la muestra para el análisis, sólo se necesitan cantidades pequeñas y las fibras son altamente reutilizables hasta más de 100 inyecciones (citado por Barnabas, Dean, Fowlis y Owen, 1995 en Beltrán, et al., 1998). Los compuestos se extraen en la fase polimérica en función de su afinidad hacia el revestimiento (adsorbente) y luego son desorbidos térmicamente directamente en el inyector de cromatógrafo de gases, (Beltrán et al., 1998). La MEFS es una metodología innovadora de preparación, libre de solvente, es rápida, económica y versátil (SIGMA-ALDRICH, 2016).

Durante los últimos años, la MEFS se ha aplicado a la determinación de una variedad de analitos en varios tipos de muestras acuosas. Los analitos que se investigan, incluyen por lo general varios grupos de compuestos orgánicos volátiles de baja polaridad (citado por Mangani y Cenciarini, 1995; Santos, Galceran y Fraisse,1996, en Beltrán et al., 1998), los derivados del petróleo (citado por Sarna, Webster, Friesen- Fischer y Ranjan, 1994 en Beltrán et al., 1998), benceno, tolueno, etilbenceno y xilenos (BTEX) (citado por Langenfeld, Hawthorne y Miller, 1996, en Beltrán et al., 1998), hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAPs) (citado por Langenfeld et al.,1996; Nguyen y Luong, 1997, en Beltrán et al., 1998), compuestos organometálicos (citado por Moens, De Smaele, Dams, Van Den Broeck y Sandra, 1997; Tutschku, Mothes y Wennrich, 1996 en Beltrán et al., 1998), entre otros. Más recientemente la MEFS también se ha aplicado a la determinación de plaguicidas en matrices acuosas incluyendo organoclorados (citado por Magdic y Pawliszyn, 1996; Page y Lacroix, 1997 en Beltrán et al., 1998), herbicidas a base de triazina (citado por Barnabas et al.,1995; Eisert y Levsen, 1995 en Beltrán et al., 1998) y compuestos organofosforados (citado por Eisert y Levsen, 1995; Eisert, Levsen y Wünsch, 1994; Choudhury, Gerhardt y Mawhinney, 1996 en Beltrán et al., 1998).