Métodos básicos de separación de mezclas

Los diferentes métodos de separación de mezclas y soluciones se basan en la diferencia de algunas de las propiedades físicas características de las sustancias que componen estas mezclas. En este artículo voy a hablar de los métodos de separación de sustancias más importantes, explicaré en que se basan, en que consisten, diré el material que usaríamos en el laboratorio de química para aplicar dicho método.
Recordatorio: Las mezclas están formadas por varias sustancias puras. Tienen composición y propiedades variables (no características, dependen de las propiedades de la mezcla). Se pueden separar en las sustancias puras que las componen mediante procesos físicos. Las mezclas pueden ser homogéneas o heterogéneas.

-FILTRACIÓN:

La filtración es un método para separar un líquido de un sólido en suspensión. Su fundamento es la diferencia en el tamaño de las partículas. Lo que se pretende es hacer pasar un líquido a través de un material poroso que retenga las partículas sólidas.

Existen dos tipos de filtración que son la filtración por gravedad y la filtración al vacío.

Para la filtración por gravedad necesitaremos: Papel de filtro doblado en forma de cono, un embudo cónico y un Erlenmeyer.



Filtración por gravedad

Para la filtración al vacío necesitaremos papel de filtro recortado de forma redonda, un embudo Büchner, un kitasato, un cono de goma y una trompa de vacío. 


Filtración al vacío

La primera forma de filtrar, al ser más lenta, dificulta más el paso de partículas pequeñas de sólido a través del filtro. Suele usarse en aquellos casos en que el precipitado es casi coloidal y pasa fácilmente los filtros, o cuando nos interesa eliminar una pequeña impureza insoluble garantizando que la disolución pasa completamente transparente. La filtración a vacío es mucho más rápida y se utiliza normalmente para separar los productos finales de las disoluciones que los contienen.

Una mezcla que para separarla se utilizaría filtración es la mezcla de agua en arena.





-DECANTACIÓN:

Es un método de separación de mezclas heterogéneas basado la diferencia de densidades de los componentes (líquidos inmiscibles). El componente más denso sedimenta por la acción de la gravedad.

El material específico utilizado es un embudo de decantación.

Un ejemplo de mezcla que se separaría por este método es la mezcla de agua en aceite.

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Embudo de decantación.


 -CENTRIFUGACIÓN:
Es un método de separación de mezclas heterogéneas, se utiliza para separar sólidos de líquidos en suspensión. Se basa en la acción promovida por un aparato llamado centrifugadora, que en esencia, lo que hace es generar una gran fuerza centrípeta mediante el giro rápido de recipientes que contienen las mezclas a separar, de modo que las partículas de gran tamaño se desplacen hacia el exterior.

El material específico que se utilizaría para este método es una centrifugadora y un tubo de centrífuga.

Un ejemplo de mezcla que se separaría por este método es la arcilla y el agua.
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Centrifugadora.
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-SUBLIMACIÓN:

Es un método de separación de compuestos sólidos muy volátiles, que al calentarlos a presión atmosférica pasan directamente del estado sólido al estado gas. El sólido más volátil se evapora primero y el otro se queda en el recipiente y así quedan separados.

El material específico que emplearíamos para realizar está práctica es vaso de precipitados, vidrio de reloj, tubo de goma, mechero y dedo frío.

Un ejemplo de mezcla que se separaría por este método es el yodo en sal común.





-EVAPORACIÓN:
Es un método para separar un sólido disuelto en un líquido, basado en la diferencia de volatilidad del sólido respecto al disolvente. Se coloca la solución en un recipiente y se evapora hasta que se haya evaporado todo el líquido quedando el sólido en el recipiente.
Este método tiene un inconveniente que es que si hay impurezas presentes en la solución, estas se quedarán con el sólido en el recipiente como residuos.
El material específico que se utilizaría para este método es un baño de arena o un baño maría.
Un ejemplo de mezcla que se separaría por este método es la sal común del agua del mar.
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Evaporación.

-CRISTALIZACIÓN:

Es un método que se utiliza para separar un sólido disuelto en un líquido. Se utiliza mucho para purificar el producto de las reacciones orgánicas, cuándo este es sólido. Consiste en disolver el sólido en el mínimo volumen de un disolvente caliente de manera que, al enfriar la disolución, cristalice el producto permaneciendo en la disolución las impurezas.
Es un proceso lento y origina un sólido cristalino, más puro que los sólidos amorfos o microcristales obtenidos por precipitación.
El material específico que se utiliza para este método es un cristalizador, un mechero bunsen, una rejilla y un trípode.
Ejemplos en los que se usa este método son la purificación del ácido benzoico en agua y la purificación del sulfato de cobre (II) en agua.
Sulfato de cobre (II) cristalizado.
-DESTILACIÓN:
Es un método de separación de sustancias en mezclas líquidas homogéneas. Se utiliza para separar líquidos miscibles. El método se basa en aprovechar los diferentes puntos de fusión y ebullición de los componentes de la mezcla (tiene que haber como mínimo una diferencia de 10 grados centígrados.
Se calienta la mezcla hasta alcanzar el punto de ebullición del componente que lo tenga más bajo y posteriormente este se condensan sus vapores al hacerlos pasar por un refrigerante. Ocurre lo mismo con el resto de componentes de la mezcla.
El material específico que necesitamos para este método es un equipo de destilación: matraz de destilación, termómetro, refrigerante y colector.
Un ejemplo en el que utilizaríamos este método sería para separar agua de alcohol.
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Montaje empleado para hacer una destilación simple.


 -DESTILACIÓN FRACCIONADA:

Es un método de separación de sustancias en mezclas líquidas homogéneas. Se utiliza para separar líquidos miscibles. El método se basa en aprovechar la diferencia de temperaturas de ebullición (estas temperaturas son próximas), esto es posible gracias a la columna de fraccionamiento. Cuándo se calienta la disolución, el vapor que se forma asciende por la columna y se condensa en contacto con las bolas de vidrio, más frías. Gotea por la columna y se vuelve a vaporizar, al pasar por un refrigerante se vuelve a condensar. De este modo, los vapores que ascienden son cada vez más ricos en el componente más volátil, mientras que el líquido que gotea por la columna es cada vez menos rico en el componente menos volátil.
El material específico que emplearíamos para este método es la columna de fraccionamiento.
Un ejemplo en el que se utiliza este método es para separar los componentes del petróleo.
-EXTRACCIÓN LÍQUIDO-LÍQUIDO:
Es un método de separación de líquidos miscibles. Se basa en la adición de un disolvente en el que uno de los componentes es más soluble y el otro componente es inmiscible. El soluto es extraído de un disolvente (generalmente agua) a otro (generalmente un disolvente orgánico) porque es más soluble en el segundo que en el primero. Los disolventes deben formar dos fases separadas de modo que se separa primero la fase de abajo y después la fase de arriba.
El material específico que se usa en este método es el embudo de decantación.
Un ejemplo en el que se utiliza este método es para separar ácido acético de agua.
Extracción líquido-líquido
-EXTRACCIÓN SÓLIDO-LÍQUIDO:
Se utiliza para separar una mezcla de dos sólidos, de los cuales solo uno es soluble en un líquido determinado. Se basa en la solubilidad de un componente en un disolvente y que el otro componente no lo sea. Se añade el líquido a la mezcla y se disuelve el sólido soluble. A continuación separa el sólido disuelto por el método más recomendable en ese caso concreto.
Un ejemplo en el que se utilizaría este método es para separar la arena de la sal común.
Extracción sólido-líquido
-CROMATOGRAFÍA:
Es un método que se utiliza para separar mezclas líquidas. Se trata de un método de separación cualitativa basado en el arrastre selectivo de los componentes de diferentes solutos de una mezcla homogénea por parte de un disolvente que asciende por capilaridad a través de una tira de papel o material. Cuándo la ascensión del componente más rápido cesa, o cuándo el disolvente llega a la cima del papel o material, se detiene el proceso. Se utiliza cuándo hay muchos solutos o cantidades muy pequeñas de estos.
El material específico que se utiliza para este método es el papel de filtro o gel de sílice.
Un ejemplo para el que se utilizaría este método es para separar los componentes de una tinta.


-DIFERENCIAS ENTRE EVAPORACIÓN Y EBULLICIÓN:

Se trata en ambos casos de cambios de estado líquido a vapor. En la evaporación, el cambio es pausado, en la superficie del líquido y a cualquier temperatura,  mientras que en la ebullición, el paso es tumultuoso, en toda la masa líquida y a una temperatura determinada, para una presión concreta, llamada temperatura o punto de ebullición.

Descubrirlaquimica. Estudiante de química en la USC
10/08/2014

 


4 comentarios:

  1. Respuestas
    1. Gracias, me alegra que te guste

      Un saludo
      Descubrirlaquimica

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  2. una muy buena pagina, solo que tambien falta el de arrastre por agua :D

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    1. Gracias por tu comentario, lo tendré en cuenta

      Un saludo,
      descubrirlaquimica2

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