PRÁCTICA Nº 5
METODOS DE SEPARACIÓN DE MEZCLAS
I.
Fundamento teórico
Los métodos de separación de fases de mezclas son aquellos procesos físicos por
los cuales se pueden separar los componentes de una mezcla.1 Por lo general el método a utilizar se define de
acuerdo al tipo de componentes de la mezcla y a sus propiedades particulares,
así como las diferencias más importantes entre las fases.
La separación es la operación en la que una
mezcla se somete a algún tratamiento que la divide en al menos dos sustancias diferentes. En el proceso de
separación, las sustancias conservan su identidad, sin cambio alguno en sus
propiedades químicas.
Entre las propiedades físicas de las fases que se
aprovechan para su separación, se encuentra el punto
de ebullición,
la solubilidad, la densidad y otras más.
Decantación[
La decantación se utiliza para separar líquidos
que no se disuelven entre sí (como agua y aceite) o un sólido insoluble en un líquido (como agua y arena). El aparato utilizado, que se muestra en la fotografía, se llama
ampolla o embudo de decantación. La decantación es el método de separación más
sencillo, y comúnmente es el preámbulo a utilizar otros más complejos con la
finalidad de lograr la mayor pureza posible.
Para separar dos fases por medio de decantación, se debe
dejar la mezcla en reposo hasta que la sustancia más densa se sedimente en el fondo. Luego dejamos caer
el líquido por la canilla, cayendo en otro recipiente, dejando arriba solamente
uno de los dos fluidos.
Filtración
La filtración es el método que se usa para separar un
sólido insoluble de un líquido. El estado de subdivisión del sólido es tal que
lo obliga a quedar retenido en un medio poroso o filtro por el cual se hace pasar la
mezcla.
Este método es ampliamente usado en varias actividades
humanas, teniendo como ejemplos de filtros los percoladores para hacer café,
telas de algodón o sintéticas, coladores o cribas caseros y los filtros porosos
industriales, de cerámica, vidrio, arena o carbón.
Imantación o separación por magnetismo
La imantación es un método que consiste en separar una
mezcla en la que una de las un campo magnético para separar las sustancias
metálicas en la mezcla, como la extracción de las limaduras de hierro en una
mezcla con arena.
Extracción
La sustancias tiene propiedades magnéticas ,es decir, se
utiliza un material que contenga
extracción es un método que consiste en tratar una mezcla
con un disolvente líquido para separar algunos de
sus componentes, ya sea por el arrastre de una sustancia, como en la extracción
del almidón, o porque una fase es soluble en el
líquido y por ende se separa del resto de la mezcla, no soluble. Es una mezcla
de 2 elementos o más.Este método de
Flotación
La flotación es en realidad una forma de decantación. Se
utiliza para separar un sólido con menos densidad que el líquido en que está
suspendido, por ejemplo, en una mezcla de agua y pedazos de corcho.
Destilación
La destilación es ampliamente utilizada en la industria
licorera
La destilación se usa para separar dos líquidos miscibles
(que se mezclan) entre sí, que tienen distinto punto de ebullición, como una
mezcla de agua y alcohol etílico; o bien, un sólido no volátil
disuelto en un líquido, como la mezcla de permanganato de potasio disuelto en
agua.
El proceso de destilación se inicia al someter a altas temperaturas
la mezcla. El líquido más volátil se evaporará primero, quedando el otro puro.
Luego, la fase evaporada se recupera mediante condensación al disminuir la temperatura.
Según el tipo de mezcla que se desee separar, se
contemplan dos tipos de destilación: la destilación
simple en la
cual se separan sólido y líquido; y ladestilación
fraccionada en
la que se separan dos líquidos. En la segunda es en la que se obtiene una mejor
separación de los componentes, si bien esta va a depender de qué tan alta sea
la diferencia entre los puntos de ebullición de las diferentes fases.
Los métodos de destilación son ampliamente utilizados en
la industria licorera, la petrolera y la de tratamiento de
aguas, así como en los laboratorios.
II. Objetivos
·
Determinar
por un método la capacidad de liquido
III. Sección experimental
- Material y equipo
3 vasos de precipitado de 500 ml
Probeta
de 500 ml Mechero
de alcohol Embudo
de decantación Hornilla
eléctrica Soporte
universal Varilla
agitadora Trípode
metálico 2
Pinzas de sujeción metálicos Rejilla
de alambre con tela de asbesto Papel
filtro 200
ml de Agua destilada 200
ml de aceite vegetal Sal
común (ClNa) Chatuelas
(clavos pequeños) Imán Arena
fina Agua
destilada Hielo
- Procedimiento experimental
Pasos para separar los componentes de una mezcla
Colocar 100 mL de agua en uno de los vasos de precipitados.
Pesar 50 g de cloruro de sodio, agregar a la mezcla y diluir
con ayuda de la varilla.
Añadir 100 ml de aceite vegetal.
Pesar 50 g de clavos pequeños (chatuelas) y agregar a la
mezcla.
Pesar 50 g de arena fina y agregar a la mezcla
Con la ayuda de un imán retirar las chatuelas (imantación).
Vaciar la solución y dejar pasar sobre un embudo cubierto
con papel filtro, separar los granos de arena de la mezcla y recibir el
contenido en otro vaso de precipitados. (Filtración).
Luego, con ayuda de un embudo de decantación separamos la
fase acuosa de la fase oleosa y obtenemos una mezcla solamente de agua y
cloruro de sodio.
Finalmente, la mezcla sobrante someter a cambios bruscos de
temperatura, es decir primero colocar en baño maría y luego colocar en un
recipiente con hielos, así se podrá observar la formación de sales de cloruro
de sodio (cristalización).
IV. Resultados, análisis y conclusiones
pudimos observar que el poniendo las materias en estudio en laboratorio observamos q la desnsidad de cada uno fue muy diferente ya q las soluciones eran distintas y donde se puso las muestras de la materia como el agua con el aceite y a uno q solo era agua y segun mecanica de fluidos la densidad de un ubjeto depende de el fluido usado puede ser mayor o menor
pudimos observar que el poniendo las materias en estudio en laboratorio observamos q la desnsidad de cada uno fue muy diferente ya q las soluciones eran distintas y donde se puso las muestras de la materia como el agua con el aceite y a uno q solo era agua y segun mecanica de fluidos la densidad de un ubjeto depende de el fluido usado puede ser mayor o menor
V. Cuestionario
Si mezclo 10 g de un compuesto A con 150 ml de un
compuesto B y luego deseo separarlos, que propiedad o
propiedades debo tener en cuenta para
utilizar la técnica de separación apropiada. ¿Qué
método de separación utilizo?
Si
cierta cantidad en gramos de un
compuesto X presenta impurezas y se
desea purificar ¿cuál sería el método más
apropiado para liberar esas impurezas?.
Explique detalladamente en que consiste el método. Explique
una técnica por la cual puede separar
la clorofila, xantofila y caroteno de
una planta en el laboratorio. Explique las
propiedades que se debe tener en cuenta
para aplicar este método y describa el
proceso que debe llevar a cabo en la separación. Investigar
el método de separación que se utiliza en cada uno de los siguientes procesos
industriales:
- Producción
de azúcar
Primero tenes que tratar
el jugo de caña con hidroxido de Calcio para ajustar el pH a 7. Esta mezcla impide que la
sacarosa se convierta en glucosa y fructosa y ayuda a la precipitacion de
algunas impurezas. El jugo clarificado debes concentralo en un evaporador hasta
lograr un jarabe que contenga un 60 % de sacarosa. Luego hay que concentrarlo aun
mas bajo vacio para que se haga superconcentrado y luego sembrarlo con azucar
cristalina. Al enfriarse el azucar cristaliza. Luego con una centrífuga se
separa el azucar del líquido remanente ( melaza)
- Producción
de sal
Este proceso se lleva a cabo en una planta
específicamente diseñada para este fin. Consta esencialmente de evaporadores e
intercambiadores de calor, también se le conoce como refinería. Una de las
ventajas del proceso de producción de sal por medio de refinación es que se
puede obtener sal muy cristalina, blanca y de alta pureza (99.5%).
- Obtención
de la gasolina
El petróleo es el combustible más importante en la
actualidad, es un recurso natural no renovable que aporta el mayor
porcentaje de energía que se consume en el mundo.
Es un líquido negro, espeso que se encuentra a 3 ó 4 Km de profundidad. Es una mezcla de diferentes sustancias denominadas hidrocarburos.
Es un líquido negro, espeso que se encuentra a 3 ó 4 Km de profundidad. Es una mezcla de diferentes sustancias denominadas hidrocarburos.
Una vez se extrae petróleo (en torres de extracion o por medio de balancines actuando como bombas) se transporta a las refinerías, donde el combustible se separa en fracciones de hidrocarburos que tienen propiedades parecidas. Este proceso se denomina destilación fraccionada (el petróleo se calienta de manera que los compuestos que lo forman se evaporan)
- Tratamiento
de aguas
Se dispone de distintos
métodos de tratamiento del
agua que emplean tecnología simple, de bajo costo. Estos métodos
incluyen tamizado; aeración; almacenamiento y sedimentación; desinfección
mediante ebullición, productos químicos, radiación solar y filtración;
coagulación y floculación; y desalinización.
- Purificación
de alcohol
El alcohol puro se obtiene
por destilación del alcohol de fermentación.
A 78º C destila una mezcla azeotrópica compuesta por 96 % de etanol y 4 % de agua.
A este alcohol puro se le puede eliminar el agua haciéndolo pasar por una columna de silicagel deshidratada, obteniéndose un etanol de más de 99 %.
Luego de dicho tratamiento no es necesario destilarlo.
A 78º C destila una mezcla azeotrópica compuesta por 96 % de etanol y 4 % de agua.
A este alcohol puro se le puede eliminar el agua haciéndolo pasar por una columna de silicagel deshidratada, obteniéndose un etanol de más de 99 %.
Luego de dicho tratamiento no es necesario destilarlo.
- Purificación
de una muestra sólida
VII. Bibliografía
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