A acetonitrila e a água são miscíveis em qualquer condição?

A acetonitrila é um osolvente orgânico. Na análise de cromatografia líquida de fase reversa, a acetonitrila-água age de forma semelhante à metanol-água e é frequentemente usada como fase móvel. Obviamente, a acetonitrila é um solvente polar semelhante ao metanol. Em geral, acredita-se que a acetonitrila seja miscível com a água em quaisquer condições. Muitas das chamadas conclusões serão mais bem compreendidas a cada dia, à medida que a pesquisa científica avança. Este artigo resume os resultados do aprendizado crítico nesse ambiente aberto, listando as condições experimentais que podem levar à separação de fases de soluções homogêneas de acetonitrila e água, bem como quatro métodos de extração relacionados. Extração de salga com acetonitrila, extração de precipitação de açúcar com acetonitrila, extração de baixa temperatura com acetonitrila e extração de mudança de fase induzida por solvente. Os métodos de extração baseados em acetonitrila dispersos na literatura são organizados, resumidos e compartilhados com você para aprimorar o conjunto de conhecimentos sobre as propriedades da acetonitrila, com o objetivo de aplicar essas propriedades ao seu trabalho prático. 1 Várias situações em que a acetonitrila e a água não são miscíveis 1.1 Sistema salino e acetonitrila-água Na solução uniforme e transparente composta de acetonitrila e água, adicione uma quantidade adequada de sal inorgânico ou orgânico, e a separação de fases entre a acetonitrila e a água será observada. Como a densidade da acetonitrila é menor do que a da água, a fase superior é rica em acetonitrila (contendo uma pequena quantidade de água), e a fase inferior é pobre em acetonitrila (principalmente água). Essa separação de fase induzida por sal da acetonitrila é chamada de fenômeno de salting-out da acetonitrila. A adição de sal produz um forte efeito de hidratação, e o sal se liga a mais moléculas de água, o que reduz significativamente o número de moléculas de água livres que podem interagir com a acetonitrila, resultando na separação de fases. Dessa forma, as substâncias originalmente dissolvidas na fase aquosa podem ser extraídas para a fase rica em acetonitrila durante o processo de separação de fases. Esse método de extração é chamado de método de extração de sal de acetonitrila. Os sais usados como iniciadores de separação de fases incluem principalmente: cloreto de sódio, cloreto de cálcio, sulfato de zinco, sulfato de amônio, sulfato de magnésio, perclorato de tetrabutilamônio, etc. O tipo de sal afetará a taxa de recuperação da extração. Deve-se ressaltar que os solventes orgânicos que podem produzir separação de fase na solução originalmente miscível em água sob a indução de sal não se limitam apenas à acetonitrila, mas também têm propriedades como etanol, isopropanol e acetona. No entanto, como a acetonitrila como matriz de amostra pode ser bem combinada com a fase móvel à base de acetonitrila analisada por cromatografia líquida de fase reversa, o método de extração de sal de acetonitrila é particularmente popular. 1.2 Sistema de açúcar e acetonitrila-água Em 2008, Wang, da Universidade de Illinois, nos Estados Unidos, relatou um fenômeno de separação de fase acetonitrila-água causado pelo açúcar. Quando monossacarídeos (glicose, xilose, arabinose ou frutose) ou dissacarídeos (sacarose ou maltose) acima de um determinado limite são adicionados à solução de acetonitrila-água, observa-se uma separação significativa de fases. Os polissacarídeos não possuem essas propriedades de induzir a separação de fases. Outros solventes orgânicos comumente usados que são miscíveis com a água (como metanol, etanol, n-propanol, isopropanol, acetona) não têm a propriedade de serem acionados por açúcares e de terem separação de fases com a água. A fase superior após a separação de fases é a fase rica em acetonitrila, e a fase inferior é a fase pobre em acetonitrila. O método de extração baseado nesse fenômeno é chamado de método de extração por sacarificação com acetonitrila. 1.3 Sistema de baixa temperatura e acetonitrila-água Em 1999, Yoshida e seus colegas relataram um fenômeno no qual a fase de acetonitrila e água se separava devido à baixa temperatura. Quando a solução de acetonitrila e água (proporção de volume: 1:1) é colocada em um ambiente de -20 °C por 20 minutos, observa-se a separação de fase da acetonitrila e da água. O método de extração baseado nesse fenômeno é chamado de método de extração de baixa temperatura com acetonitrila. Geralmente, a temperatura na qual ocorre a separação de fases é controlada de -40°C a -40°C, porque o ponto de fusão da acetonitrila é de -45°C. Na faixa de temperatura experimental, a fase rica em acetonitrila é uma fase líquida, enquanto a fase rica em água é principalmente uma fase sólida. Os experimentos confirmaram que a maioria dos solventes orgânicos comuns que são miscíveis com a água em temperatura ambiente não tem a capacidade de separar a fase da água em baixas temperaturas. Em comparação com os outros dois métodos de extração à base de acetonitrila, o método de extração em baixa temperatura com acetonitrila não exige a introdução de reagentes de iniciação de fase de terceiros, de modo que o sistema é relativamente simples e não causará poluição no trabalho subsequente de separação e análise. Além disso, a extração em baixa temperatura também evita as alterações químicas de moléculas sensíveis à temperatura causadas por temperaturas mais altas, tornando os resultados da análise mais confiáveis. 1.4 Solvente hidrofóbico e acetonitrila-água A adição de um solvente orgânico hidrofóbico e miscível (como clorofórmio, diclorometano, tolueno) ao sistema homogêneo de acetonitrila-água pode induzir a separação de fases no sistema de acetonitrila-água. O método de extração baseado nisso é chamado de extração de mudança de fase induzida por solvente.

1. Conclusão

"A acetonitrila e a água são miscíveis sob quaisquer condições?" Essa pergunta parece ser muito simples, e a conclusão já foi dada há muito tempo nos livros didáticos existentes. No entanto, com o rápido desenvolvimento da tecnologia da informação, podemos acessar mais facilmente a literatura e atualizar o conteúdo do conhecimento com o passar do tempo.