Los métodos de separación de mezclas son aquellos procesos físicos y químicos que pueden separar los componentes de una mezcla. La separación se basa en alguna o varias diferencias en las propiedades físico químicas de los componentes de la mezcla.
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.
MÉTODOS PARA SEPARAR SISTEMAS HETEROGÉNEOS
SOLUBILIZACIÓN: permite separar sólidos donde uno de ellos sea soluble en un disolvente adecuado. Ej.: sal y arena agregando agua como disolvente de la sal.
EVAPORACIÓN: permite separar un sólido solubilizado en un disolvente. Se entrega calor para evaporar al solvente. Ej.: agua salada.
IMANTACIÓN: permite separar sólidos donde uno de ellos sea atraído por un imán por presentar propiedades magnéticas. Ej.: azufre de hierro.
FILTRACIÓN: permite separar una fase sólida insoluble o dispersa de una fase fluida ya sea condensada como un líquido o no condensada como un gas.
DECANTACIÓN: permite separar dos líquidos no miscibles o un sólido de un líquido aprovechando su diferente densidad. Ej.: agua y aceite.
CENTRIFUGACIÓN: es una decantación acelerada por medio de la fuerza centrífuga (lo que lo hace un método rápido). Se emplea en los mismos casos que el método anterior.
LEVIGACIÓN: se emplea para separar sólidos de distinto peso, donde los más livianos son arrastrados por una corriente de agua o aire. Ej.: arenas auríferas, el agua arrastra la arena y sedimentan las pepitas de oro.
TAMIZACIÓN: se emplea para separar sólidos de distinto diámetro de partícula usando una serie de tamices. Ej.: harina de la cáscara de cereal.
SUBLIMACIÓN Y VOLATILIZACIÓN: permite separar sustancias sólidas donde al menos una pasa del estado sólido a gas y nuevamente a sólido sin pasar por el líquido. Ej: yodo de limadura de cobre.
DESTILACIÓN SIMPLE: se emplea para separar dos líquidos de puntos de ebullición distante, o un sólido soluble en un líquido. Se transforma el líquido en vapor, el que se condensa luego por enfriamiento. Ej.: agua salada.
DESTILACIÓN FRACCIONADA: se emplea para separar líquidos de punto de ebullición próximos. Ej.: agua y alcohol. Para obtener líquidos puros se emplea columnas fraccionadoras o rectificadoras. Ésta permite un mayor contacto entre los vapores que ascienden con el líquido condensado que desciende, por la utilización de diferentes "platos" (placas). Ello facilita el intercambio de calor entre los vapores (que ceden) y los líquidos (que reciben). Ej.: petróleo.
CRISTALIZACIÓN: se emplea para separar sólidos que cristalizan de la solución en la que se hallan disueltos. Se deja reposar al sistema en un recipiente de boca ancha y al cabo de unas horas se observan los cristales. Ej.: sulfato cúprico en agua.
CROMATOGRAFÍA: las moléculas de una sustancia pueden tener, de acuerdo con el tipo de unión química que posean una distribución no homogénea de cargas eléctricas, lo que genera un fenómeno llamado POLARIDAD. Esta polaridad regula dos mecanismos que, a veces, están en competencia; la adsorción de unas sustancias por otras que la retienen en la superficie y la solubilización por parte de un solvente que trata de llevar a esas sustancias retenidas al seno de la solución que tiende a formar.
Autoevaluación
1- Indique tres diferencias entre sistemas homogéneos y heterogéneos.
2- Qué sistemas se pueden separar por medio de: centrifugación, filtración, imanación y decantación.
3- Enumere los distintos métodos con los que puede separar los componentes del sistema S-Fe
4- Por qué métodos separaría:
a. dos sólidos de distinto tamaño d. dos sólidos de distinto peso
b. un sólido insoluble en un líquido e. un sólido soluble en un líquido
c. dos líquidos de distinta densidad.
5- ¿En qué casos emplearía una destilación simple? ¿Y una fraccionada?
6- ¿Podría fraccionar una solución? ¿Y una sustancia pura?
7- ¿En qué se fundamenta la cromatografía? Explique.
8- ¿Podría separar los componentes de una solución por filtración? ¿Por qué?
9- De dos ejemplos de sustancia puras simples y compuestas
Experiencias:
EXPERIENCIA N° 1: Separación de NaCl y arena
Colocar en un vaso de precipitados unos 2 o 3 g aproximadamente de la mezcla de sal y
arena. Agregar agua destilada y ayudar con una varilla la disolución de la sal. Si es preciso, puede
calentar la mezcla a fin de favorecer en algo la disolución. Decantar.
Armar un dispositivo de filtración, y pasar la solución sobrenadante. Lavar la arena
remanente en el vaso de precipitados con agua destilada en sucesivas porciones, asegurando en
cada instancia de lavar el papel de filtro.
Proseguir con el lavado de la arena hasta que el agua de lavado no revele más presencia de
iones Cl-.
Para ello, recoger pequeñas porciones del agua de lavado en tubos de ensayos y
agregar 1 o 2 gotas de solución de AgNO3 1%. La observación de un precipitado de color blanco
indica presencia de iones cloruro.
EXPERIENCIA 2: Extracción de iodo con un solvente orgánico.
En esta técnica se aprovecha la diferencia de solubilidad de un mismo soluto en dos
solventes no miscibles entre sí.
Se usará tricloroetileno para extraer yodo de una solución acuosa.
a) Colocar aproximadamente 3 cm3 de solución acuosa en un tubo de ensayo; agregar 3 cm3
de tricloroetileno (bajo campana), tapar con tapón de goma y agitar enérgicamente.
Dejar sedimentar.
b) Observar y tomar nota de lo observado.
c) Separar mediante una pipeta la capa inferior cuidadosamente.
d) Si la extracción no ha sido completa, agregar una nueva porción de solvente y repetir la
extracción si fuera necesario.
Esta operación también puede ser realizada utilizando una ampolla de decantación.
EXPERIENCIA 3: Destilación simple (demostrativa).
Armar un aparato de destilación simple.
Colocar en el balón 100 cm3 de solución acuosa de sulfato cúprico (CuSO4) y comenzar a destilar.
Registrar la temperatura de la primera gota de destilado y luego de cada fracción de 5 cm3.
Observar el color del destilado y del residuo del balón.
EXPERIENCIA 4: Volatilización – Sublimación.
Ciertas sustancias sólidas poseen la propiedad de volatilizarse y sus vapores pasar a la
forma sólida (sublimación) sin pasar por la fase líquida.
Colocar en un vaso de precipitados una punta de espátula de arena con cristales de iodo.
Cubrir con un vidrio de reloj y calentar suavemente.
Observar e interpretar.
EXPERIENCIA 5: cromatografía.
Los biologos, médicos y químicos necesitan con frecuencia separar los componentes
de uno mezcla como paso previo o su identificación. La cromatografía es una
técnica de separación de sustancias que se basa en las diferentes velocidades con
que se mueve cada una de ellos a través de un medio poroso arrastrados por un
solvente en movimiento. Vamos a utilizar esta técnica para separar los pigmentos
utilizados en una tinta comercial.
Materiales:
Una trozo de papel poroso. Utilizar el papel de filtro o
incluso recortar el extremo (sin tinta) de una hoja de periódico.
Rotuladores o bolígrafos de distintos colores.
Un vaso
Un poco de alcohol
Procedimiento:
Recorta uno tira del papel poroso que tenga unos 4 cm de ancho y que seo un poco
más larga que la altura del vaso. Enrolla en extremo en un agitador (puedes
ayudarte de cinta adhesiva) de tal manera que el otro extremo llegue al fondo del
vaso. (Ver dibujo) Dibuja una mancha con un rotulador negro en el extremo libre
de lo tira, a unos 2 cm del borde. Procura que sea intensa y que no ocupe mucho
(Ver dibujo).
Echa en el fondo del vaso alcohol, hasta uno altura de 1 cm aproximadamente.
Sitúa la tira dentro del vaso de tal manera que el extremo quede sumergido en el alcohol pero la mancha que has hecho sobre ella quede fuera de él. Puedes tapar el vaso para evitar que el alcohol se evapore. Observa que ocurre. Repite la experiencia
con diferentes tintas.
Ampliación de la experiencia de cromatografía:
INTRODUCCIÓN
Los cloroplastos poseen una mezcla de pigmentos con diferentes colores:
clorofila-a (verde intenso), clorofila-b (verde), carotenos (amarillo) y xantofilas
(amarillo anaranjado) en diferentes proporciones.
Todas estas sustancias presentan un grado diferente de solubilidad en disolventes
apolares lo que permite su separación cuando una solución de las mismas
asciende por capilaridad a través de una tira de papel poroso (papel de
cromatografía o de filtro) dispuesta verticalmente sobre una película de un
disolvente orgánico (etanol), ya que las mas solubles se desplazaran a mayor
velocidad, pues acompañaran fácilmente al disolventes a medida que este
asciende. Las menos solubles avanzaran menos en la tira de papel de filtro.
Aparecerán, por tanto, varias bandas de diferentes colores (hasta siete o más,
dependiendo del material utilizado) que estarán más o menos alejados de la
disolución alcohóica según la mayor o menor solubilidad de los pigmentos. Estas
bandas poseerán diferente grosor, dependiendo de la abundancia del pigmento en
la disolución.
1. Colocar en un mortero trozos de hojas verdes limpias, quitando las
nervaduras más gruesas, junto con 10 o 15 mL de éter etílico.
2. Triturar sin golpear hasta que el liquido adquiera una coloración verde
intensa.
3. Filtrar en un embudo con papel de filtro y recoger en un tubo de ensayo.
4. Colocar en una cuba cromatografíca metanol absoluto hasta una altura de 0,5 a 1 cm.
5. Cortar una tira de papel de filtro de
unos 4 cm de ancho y unos 10 a 15 cm de alto.
6. Poner con un capilar en el papel de
cromatografía entre 5 y 10 gotas de solución de pigmentos, solución de pigmentos, espaciadas en el tiempo de manera que se vaya secando el éter etílico y aumente la cantidad de pigmentos. Siempre en el mismo punto.
7. Colocar el papel sembrado con el pigmento en la cuba y dejar actuar el eluyente.
8. Observar.
o en drive: https://drive.google.com/file/d/1kWHD9KMBtwDBmQV19hnO1zH2PO4rZQ7w/view?usp=sharing
Experiencia Nº 6: ver
