SEPARACIÓN DE MEZCLAS
Diferentes formas de separar las mezclas: decantación, filtración, imantación.
Indicador de logro: Reconoce e interpreta la separación de mezclas.
Competencia: Reconozco e interpreto la separación de mezclas.
Palabras claves: mezcla, componentes, homogéneas, heterogéneas, decantación, tamizado, sedimentación, filtración, centrifugación.
Pregunta generadora:
¿Por qué es importante reconocer e interpretar la separación de mezclas?
Situación de aprendizaje:
Resulta mucho más fácil preparar las mezclas que separar los componentes de las mismas. Conscientes de esto, los químicos han diseñado técnicas para separar e identificar los componentes de las mezclas sin alterar su composición.
Los principales métodos para separar mezclas heterogéneas son la decantación, la filtración, la centrifugación, la imantación o separación magnética, la flotación, la extracción, el tamizado y la sublimación.
La decantación o sedimentación se presenta cuando se tiene una mezcla formada por un líquido y sólido, se pueden separar los componentes utilizando el proceso de decantación, el cual consiste en dejar en reposo por un tiempo corto la mezcla, para que el sólido, gracias al peso de sus partículas y debido a la fuerza de gravedad se deposite en el fondo del recipiente. Posteriormente, se pasa el líquido a otro recipiente.
Separación de un sólido y un líquido dejando en
reposo por un tiempo determinado
Cuando se trata de separar líquidos que no se mezclan, como el agua y el aceite se debe utilizar un instrumento conocido como embudo de decantación. El líquido de mayor densidad se depositará en el fondo del embudo, mediante una llave se controla la salida de los diferentes líquidos, los cuales se recogen en distintos recipientes.
Embudo de decantación para separar
líquidos con diferente densidad.
A través de un filtro podemos separar
mezclas heterogéneas como arena y agua
La filtración se puede realizar más rápido utilizando un procedimiento llamado filtración al vacío el cual es una técnica también de separación de mezclas solido- liquido. La mezcla se introduce en un embudo plano con el papel de filtro acoplado al fondo. Desde el fondo del embudo se aplica con una bomba un vacío que succiona la mezcla, quedando el sólido atrapado entre los poros del filtro. El resto de la mezcla atraviesa el filtro y queda depositada en el fondo del recipiente. Esta técnica es más rápida que la filtración habitual por gravedad y está indicada cuando dichos procesos de filtración son muy lentos.
La filtración al vacío es una técnica más rápida que la filtración
habitual por gravedad, se emplea el embudo de buchner.
Embudo de buchner
La centrifugación consiste en colocar la mezcla en tubos de vidrio que se hacen girar a altas velocidades dentro de una centrifuga, la cual es una máquina en que las muestras giran a grandes velocidades. La fuerza generada por la rotación de las muestras, precipita hacia el fondo de los tubos las partículas sólidas. Un ejemplo es en bacteriología para separar los glóbulos rojos ( parte sólida) del suero sanguíneo (parte líquida).
Centrifuga empleada para separa los componentes de la sangre.
Campo magnético empleado para separar los elementos metálicos de otras sustancias.
La flotación es un método que separa sólidos de diferentes densidades agregando un líquido de densidad intermedia. El sólido de menor densidad flota y el de mayor densidad se queda en el fondo del recipiente.
En la mezcla de arena y aserrín el agua nos
sirve como intermediario para separarlos.
La extracción se emplea para obtener una sustancia de otras con la ayuda de un disolvente, el ejemplo más cotidiano y conocido es el que hacemos cuando le agregamos agua caliente a una bolsa de té. Después de un tiempo, las sustancias aromáticas del té se disuelven en el agua quedando la parte sólida en la bolsita. Este método se usa con frecuencia en el campo de la farmacia y la cosmética con la ayuda del extractor Soxhlet.
Con la ayuda del agua caliente obtenemos las sustancias
aromáticas de determinados vegetales.
Esquema del funcionamiento del extractor Soxhlet empleado en
farmacia para obtener determinadas sustancias.
Extractor de Soxhlet para obtener algunos
principios activos del té
Personas utilizando un zarando para separar las partículas
de mayor tamaño para obtener material de mejor calidad.
La sublimación es un método que se usa para separar los componentes de una mezcla heterogénea formada por dos sólidos.
Es imprescindible que una de las sustancias sublime, es decir, que pase del estado sólido al estado gaseoso directamente, sin necesidad de pasar por el estado líquido, por ejemplo, la mezcla de yodo y sal común, el yodo sublima fácilmente mientras que la sal no se descompone sino a muy altas temperaturas.
Procedimiento de sublimación para separar sustancias.
Este método se usa para purificar el yodo, la naftalina y algunas sustancias primas necesarias para la elaboración de fármacos y desodorantes.
Para separar mezclas homogéneas se emplean métodos como la destilación, la cristalización y la cromatografía.
La destilación consiste en separar dos líquidos donde uno de ellos con el punto de ebullición más bajo hervirá más rápido separándose de la mezcla. Esto sucede porque las sustancias tienen diferentes punto de ebullición.
La destilación puede ser simple, fraccionada o por arrastre de vapor.
La destilación simple se basa en las diferencias que hay entre los puntos de ebullición de las sustancias que componen la mezcla.
Montaje de un destilador para obtener una sustancia por destilación simple.
La sustancia con más bajo punto de ebullición se evaporará primero.
Por calentamiento, se hace que el líquido de más bajo punto de ebullición se evapore primero, para luego recogerlo haciendo pasar sus vapores por un medio refrigerado llamado refrigerante o condensador. Este método se emplea en los laboratorios e industrias para la purificación de solventes como el agua, el alcohol, el éter y el cloroformo.
La destilación fraccionada se emplea cuando se requiere hacer la separación de una mezcla que está formada por varios líquidos cuyos puntos de ebullición son diferentes pero muy próximos entre sí. El líquido con el punto de ebullición más bajo, saldrá convertido en vapor, el cual se condensa al pasar por un refrigerante y posteriormente se condensa en un recipiente. Este procedimiento se repite varias veces hasta separar todos los componentes de la mezcla. Este método se aplica con frecuencia en la industria petroquímica.
Esquema de la destilación fraccionada del petróleo.
La destilación por arrastre de vapor se fundamenta en que las sustancias son arrastradas por el vapor de agua sin alterarse. En este procedimiento, se hace pasar una corriente de vapor de agua a través del sólido o líquido que se quiere arrastrar y luego se hacen pasar estos vapores a través de un aparato refrigerante donde se condensan.
Para separar el agua de la sustancia disuelta se trata con un disolvente apropiado para dicha sustancia y se termina la separación mediante el proceso de decantación.
Este proceso es muy empleado a nivel industrial, como en la separación de los principios activos contenidos en una planta medicinal.
Destilación por arrastre de vapor para obtener
principios activos de una planta medicinal.
La cristalización es un método empleado en la purificación de un sólido mezclado con otras sustancias. es decir, separar un sólido soluble de la solución que lo contiene en forma de cristales. Los cristales se forman cuando el líquido se evapora, para llegar a la cristalización se calienta la solución o se coloca en una área superficial al calor del entorno.
La cristalización es uno de los métodos más empleados en la industria química y farmacéutica, donde es necesario un alto grado de pureza de las sustancias.
La cromatografía es un método que se emplea para separar sustancias aprovechando su distinta afinidad con un disolvente, se fundamenta en el principio de la adsorción, en la cual las partículas de un sólido, liquido o gas se adhieren y se retienen en la superficie de otra sustancia llamada adsorbente. Actualmente se emplea para la purificación de aguas residuales.
Vídeo de afianzamiento: https://www.youtube.com/watch?v=vtR3grEQI9k
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Bibliografía
* Santillana 7.ISBN 958-24-1084-1
* Yuotube: https://www.youtube.com/watch?v=BEFAsnp1TN8
* https://www.youtube.com/watch?v=2KFuLeFBAks
* https://www.youtube.com/watch?v=VNGJWADvNB4
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