Separación De Mezclas

SEPARACIÓN DE MEZCLAS.

OBJETIVO GENERAL:

• Conocer diferentes técnicas de separación de los componentes de una mezcla, seleccionando la más adecuada, teniendo en cuenta las propiedades físicas que posee cada componente.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS:

• Realizar la separación de los componentes de una mezcla sólida (cloruro de sodio y carbonato de calcio) por extracción con un solvente y su posterior evaporación.

• Realizar la separación de una mezcla líquida por destilación simple.

• Utilizar la solubilidad como criterio para purificar un sólido por recristalización.

MARCO TEÓRICO:

La materia se puede clasificar en sustancias puras y mezclas. Las sustancias puras se caracterizan porque tienen composición fija, no pueden separarse por métodos físicos en otras sustancias más simples y durante un cambio de estado la temperatura se mantiene constante. Una mezcla es una combinación física de dos o más sustancias puras, la mezcla tiene composición variable, no reacciona químicamente y sus componentes pueden separarse por métodos físicos, además la temperatura es variable durante el cambio de estado.

Las mezclas se clasifican en heterogéneas cuando constan de dos o más fases y sus componentes pueden identificarse a simple vista o con ayuda de un microscopio. Las mezclas homogéneas, conocidas como soluciones, constan de una sola fase (zona en la que todas las propiedades químicas y físicas son idénticas). Los componentes de una solución están tan íntimamente mezclados que no se pueden distinguir.

Para realizar la separación de una mezcla la técnica utilizada depende del estado de la mezcla (sólida, líquida o gaseosa) y de las propiedades físicas de sus componentes.

Técnicas de separación de mezclas

En mezclas sólidas puede usarse: la disolución, lixiviación y extracción. Éstas técnicas requieren de la utilización de un solvente selectivo para separar uno o algunos de los componentes. Cuando la mezcla sólida contiene partículas de diferente tamaño se utiliza el tamizado.

Si se trata de mezclas líquidas conformadas por una sola fase, puede usarse la destilación si la diferencia de los puntos de ebullición entre los componentes es apreciable (10º C aproximadamente), además puede utilizarse la extracción si los componentes de la mezcla tienen diferente solubilidad en un determinado solvente. Por otra parte, la cristalización aprovecha la diferencia en los puntos de solidificación de los componentes.

Para separar mezclas heterogéneas, por ejemplo sólido-líquido, se pueden utilizar técnicas tales como la filtración, la centrifugación o la decantación.

La cromatografía es otra técnica mas reciente y muy utilizada para separar mezclas liquidas y gaseosas. Hay varios tipos: cromatografía de papel, de capa delgada, de columna, de gases y liquida.

Solubilidad

Una solución es una mezcla homogénea de dos o más sustancias. En las soluciones binarias sólo se tienen dos componentes: el soluto y el solvente, siendo generalmente este último la sustancia que se encuentra en mayor cantidad.

Se dice que una solución está saturada, a una determinada temperatura, cuando existe un equilibrio entre el soluto no disuelto y el soluto presente en la solución. La concentración de la solución saturada es equivalente, en términos cuantitativos, a la solubilidad del soluto en la solución. En una solución insaturada no existe un equilibrio debido a que la cantidad de soluto disuelto es menor que la necesaria para alcanzar la saturación

Recristalización

La solubilidad de una sustancia varía con la temperatura. Generalmente, la solubilidad se hace mayor cuando la temperatura aumenta y es esta propiedad la que se aprovecha para la recristalización, ya que al preparar una solución en caliente y luego enfriar se precipita el exceso de soluto.

La técnica comprende los siguientes pasos:

• Disolución del material impuro en una cantidad mínima de solvente.

• Filtración de la solución caliente, después de añadir un adsorbente, para eliminar las impurezas insolubles.

• Enfriamiento de la solución y recolección de los cristales.

• Lavado de los cristales con solvente frío para remover el líquido madre.

• Secado de los cristales puros.

Un buen solvente para recristalización debe tener las siguientes características:

• Ser volátil (bajo punto de ebullición).

• Debe disolver completamente a la sustancia a purificar cuando está caliente.

• El sólido a recristalizar debe ser prácticamente insoluble cuando el solvente esté frío.

• No debe ocurrir interacción química entre el solvente y el sólido a recristalizar.

Cuando el soluto contiene impurezas coloreadas o resinosas, se acostumbra añadir un adsorbente selectivo como el carbón activado para eliminarlas. Una pequeña cantidad de carbón se añade a la solución, se calienta hasta ebullición y seguidamente se filtra por gravedad.

Tabla N° 1 Técnicas separación de mezclas.

TECNICA TIPO DE MEZCLA EJEMPLO

Evaporación Mezcla Homogénea Sal en agua

Filtración Mezcla Heterogénea Arena en Agua

Destilación Mezcla Homogénea Etanol(Alcohol etílico)

Decantación Mezcla heterogénea Agua y Aceite

Tamizado Mezcla Heterogénea Piedras y Granos

Cromatografía Mezcla Homogénea Productos elaborados (tintas)

Cristalización Mezcla Homogénea Azúcar o sacarosa

Extracción Mezcla Homogénea Almidón

Sublimación Mezcla Homogénea Bióxido de carbono(Hielo seco)

Centrifugación Mezcla Heterogénea Grasas de la leche

RESULTADOS:

1. Separación mezcla sólida (NaCl – CaCO3)

A. Masa tubo ensayo + base probeta = 28 g

B. Masa tubo ensayo + residuo = 28.9

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