Métodos De Separación

Los Métodos de Separación se basan en diferencias entre las propiedades físicas de los componentes de una mezcla, tales como: Punto de Ebullición Densidad,, Presión de Vapor, Punto de Fusión, Solubilidad, etc. Los Métodos más conocidos son:

Filtración:

El procedimiento de Filtración consiste en retener partículas sólidas por medio de una barrera, la cual puede consistir de mallas, fibras, material poroso o un relleno sólido.

Decantación:

El procedimiento de Decantación consiste en separar componentes que contienen diferentes fases (por ejemplo, 2 líquidos que no se mezclan, sólido y líquido, etc.) siempre y cuando exista una diferencia significativa entre las densidades de las fases.

La Separación se efectúa vertiendo la fase superior (menos densa) o la inferior (más densa).

Evaporación:

El procedimiento de Evaporación consiste en separar los componentes mas volátiles exponiendo una gran superficie de la mezcla. El aplicar calor y una corriente de aire seco acelera el proceso.

Cristalización:

Una Solución consta de dos componentes: El Disolvente y el Soluto. Las Soluciones pueden ser No-Saturadas, Saturadas y Sobre-Saturadas (Para ver un gráfico representando soluciones No-Saturadas, Saturadas y Sobre-Saturadas .

Las Soluciones No-Saturadas tienen una concentracion de soluto menor que las soluciones saturadas, y éstas a su vez tienen una concentración de solucto menor que una solución sobresaturada. Por ejemplo: Supóngase que se agregan unos cuantos cristales de Sal Común a un Vaso de Agua. Esta será una Solución No-Saturada. Si se sigue añadiendo Sal con agitación se llegará hasta un punto en el cual los cristales ya no se disuelven. Esta será una Solución Sobre-Saturada. Si esta solución se deja reposar y se remueven los cristales que no se disolvieron, se obtendrá una Solución Saturada que contendrá la cantidad máxima de soluto que se puede disolver a la temperatura actual que llamaremos inicial (Ver Solubilidad). Si enfriamos la solución Saturada, con el tiempo se formarán cristales de Sal, ésto se debe a que la solubilidad de la Sal en el Agua depende de la Temperatura y lo que fue una solución saturada a la temperatura inicial es ahora una solución sobre-saturada a la temperatura final. Es importante recalcar que una solución sobresaturada es un sistema metaestable y que tenderá a estabilizarse, mientras que una solución saturada es un sistema estable.

Para efectuar la Cristalización de un Sólido hay que partir de una Solución Sobre-Saturada. Existen varias formas de Sobre-Saturar una Solución, una de ellas es el enfriamiento de la solución, otra consiste en eliminar parte del Disolvente (Por ejemplo: por evaporación) a fin de aumentar la concentración del soluto, otra forma consiste en añadir un tercer componente que tenga una mayor solubilidad que el componente que se desea cristalizar.

La rapidez del Enfriamiento definirá el tamaño de los cristales resultantes. Un enfriamiento rápido producirá cristales pequeños, mientras que un enfriamiento lento producirá cristales grandes. Para acelerar la Cristalización puede hacerse una "siembra" raspando las paredes del recipiente.

2. Unidades de Concentración:

g/mL = gramos por mililitro

g/L = gramos por litro

p.p.m. = partes por millón = mg/L, mg/kg, mL/L.

% P = (gramos de soluto)*(100)/ (gramos de Solución)

% V = (mL de soluto)*(100)/(mL de Solución)

% P/V = (gramos de soluto)*(100)/(mL de Solución)

M = Molaridad = moles/L

N = Normalidad = # equivalentes/L

X = Fracción Mol = moles de soluto/moles totales

Sublimación:

La Sublimación aprovecha la propiedad de algunos compuestos de cambiar del estado sólido al estado vapor sin pasar por el estado líquido. Por ejemplo, el I2 y el CO2 (hielo seco) poseen esta propiedad a presión atmosférica.

Destilación

Este método consiste en separar los componentes de las mezclas basándose en las diferencias en los puntos de ebullición de dichos componentes. Cabe mencionar que un compuesto de punto de ebullición bajo se considera "volátil" en relación con los otros componentes de puntos de ebullición mayor. Los compuestos con una presión de vapor baja tendrán puntos de ebullición altos y los que tengan una presión de vapor alta tendrán puntos de ebullición bajos.

En muchos casos al tratar de separar un componente de la mezcla por destilación en la fase gas se forma una especie de asociación entre las moléculas llamada azeótropo el cual puede presentar un cambio en el punto de ebullición al realizar la destilación.

Por ejemplo, para determinar humedad (% de agua) en residuos sólidos se puede hacer uso de una destilación del azeótropo agua-tolueno. Se agrega una cantidad de tolueno al sólido pulverizado y se destila, se colecta el destilado en una trampa (Dean-Stark) y al enfriarse se puede medir la cantidad de agua que queda en el fondo de la trampa (El tolueno es menos denso que el agua y es insoluble en ésta).

Los tipos de Destilación más comunes son: La Destilación Simple, Destilación Fraccionada y la Destilación por Arrastre con Vapor. En la Destilación Simple, El proceso se lleva a cabo por medio se una sola etapa, es decir, que se evapora el líquido de punto de ebullición más bajo (mayor presión de vapor) y se condensa por medio de un refrigerante

En la Destilación fraccionada el proceso se realiza en multi-etapas por medio de una columna de destilación en la cual, se llevan a cabo continuamente numerosas evaporaciones y condensaciones. Al ir avanzando a lo largo de la columna, la composición del vapor es más concentrada

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