ultimo informe : metodo de separacion















UNIVERSIDAD DEL BIO-BIO FACULTAD DE CIENCIAS

DEPARTAMENTO DE QUIMICA









“Métodos físicos de separación de los
componentes de una mezcla”







ALUMNO: Camilo Sánchez




INTRODUCCION

El trabajo que a continuación se presentará contiene información relacionada con la "separación de mezclas ", lo cual tiene una gran importancia porque se conoce sobre propiedades, sobre los instrumentos y métodos adecuados para elaborar dichas mezclas o bien separarlos.

La correcta separación de mezclas nos ayuda a poner en práctica todos los métodos que se presentarán, para separar mezclas; es importante saber sobre su estado físico, y características

En el cual se realizara un Análisis químico, que es un conjunto de técnicas y procedimientos empleados para identificar y cuantificar la composición química de una sustancia.

En un análisis cualitativo se pretende identificar las sustancias de una muestra. En el análisis cuantitativo lo que se busca es determinar la cantidad o concentración en que se encuentra una sustancia específica en una muestra

Un análisis efectivo de una muestra suele basarse en una reacción química del componente, que produce una cualidad fácilmente identificable, como color, calor o insolubilidad.

Los análisis gravimétricos basados en la medición de la masa de precipitados del componente, y los análisis volumétricos, que dependen de la medición de volúmenes de disoluciones que reaccionan con el componente, se conocen como `métodos por vía húmeda', y resultan más laboriosos y menos versátiles que los métodos más modernos.

Los métodos instrumentales de análisis basados en instrumentos electrónicos cobraron gran importancia en la década de 1950, y hoy la mayoría de las técnicas analíticas se apoyan en estos equipos.


SEPARACIÓN DE MEZCLAS

Mezcla, agregación de sustancias sin interacción química entre ellas. Las propiedades de las mezclas varían según su composición y pueden depender del método o la manera de preparación de las mismas.

Los componentes individuales en una `mezcla heterogénea' están físicamente separados y pueden observarse como tales. Estos componentes se pueden recuperar por procedimientos físicos, como la filtración, la decantación o la separación magnética.

En una `mezcla homogénea' o disolución el aspecto y la composición son uniformes en todas las partes de la misma. El componente que está en mayor proporción y que generalmente es líquido se denomina disolvente, y el que está en menor proporción soluto. Las disoluciones pueden ser sólidas y gaseosas, pero la mayoría de ellas son líquidas. Para separar los componentes de una disolución se utilizan técnicas como la cromatografía, la destilación o la cristalización fraccionada.


Separación

Las mezclas pueden separarse, ya que la unión entre sus componentes es sólo de tipo física. Por lo tanto, se pueden recuperar sus componentes sin que se altere la composición de ellos.

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:

Consiste en hacer pasar la mezcla a través de un filtro, quedando retenido el sólido en el filtro y la parte líquida pasa a través de él. También se define como: Filtración, proceso de separar un sólido suspendido (como un precipitado) del líquido en el que está suspendido al hacerlos pasar a través de un medio poroso por el cual el líquido puede penetrar fácilmente. La filtración es un proceso básico en la industria química que también se emplea para fines tan diversos como la preparación de café, la clarificación del azúcar o el tratamiento de aguas residuales. El líquido a filtrar se denomina suspensión, el líquido que se filtra, el filtrado, y el material sólido que se deposita en el filtro se conoce como residuo.

En los procesos de filtración se emplean cuatro tipos de material filtrante: filtros granulares como arena o carbón triturado, láminas filtrantes de papel o filtros trenzados de tejidos y redes de alambre, filtros rígidos como los formados al quemar ladrillos o arcilla (barro) a baja temperatura, y filtros compuestos de membranas semipermeables o penetrables como las animales. Este último tipo de filtros se usan para la separación de sólidos dispersos mediante diálisis.


Decantación:

En este caso se prepara la mezcla de los dos sólidos y luego se coloca en un líquido, los dos sólidos se separan ya que uno se hunde (decanta) y el otro flota. La decantación se puede definir también como:

Decantación, procedimiento de separación de un líquido y un sólido insoluble en él, o de dos líquidos no miscibles, aprovechando la acción de la gravedad.

En la separación de dos líquidos no miscibles, como el agua y el aceite, se utiliza un embudo de decantación que consiste en un recipiente transparente provisto de una llave en su parte inferior. Al abrir la llave, pasa primero el líquido de mayor densidad y cuando éste se ha agotado se impide el paso del otro líquido cerrando la llave. La superficie de separación entre ambos líquidos se observa en el tubo estrecho de goteo.

Dos líquidos: se separan mediante la destilación. Este método se basa en el antecedente de que cada líquido tiene una temperatura específica de ebullición. Por ejemplo: si se tienen dos líquidos uno hierve a 70º C y el otro a 98º C. Al aplicar calor se evaporará primero el líquido que tiene una menor temperatura de ebullición, por lo tanto, éste se recuperará antes.

Centrifugación.

Es un procedimiento que se utiliza cuando se quiere acelerar la sedimentación. Se coloca la mezcla dentro de una centrifuga, la cual tiene un movimiento de rotación constante y rápido, lográndose que las partículas de mayor densidad, se vayan al fondo y las más livianas queden en la parte superior.





CENTRIFUGADORA

Un ejemplo lo observamos en las lavadoras automáticas o semiautomáticas. Hay una sección del ciclo que se refiere a secado en el cual el tambor de la lavadora gira a cierta velocidad, de manera que las partículas de agua adheridas a la ropa durante su lavado, salen expedidas por los orificios del tambor.

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







Tamizado.

Consiste en separar partículas sólidas de acuerdo a su tamaño. Prácticamente es utilizar coladores de diferentes tamaños en los orificios, colocados en forma consecutiva, en orden decreciente, de acuerdo al tamaño de los orificios. Es decir, los de orificios más grandes se encuentran en la parte superior y los más pequeños en la inferior. Los coladores reciben el nombre de tamiz y están elaborados en telas metálicas.

Los granos más pequeños atraviesan el tamiz y los más grandes son retenidos, de esta forma podrás separa dos o más sólidos, dependiendo tanto de dichos sólidos como el tamizador que utilizamos


Técnicas Comunes de separación de los componentes de un Sistema Homogéneo


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 concentración de soluto menor que las soluciones saturadas, y éstas a su vez tienen una concentración de soluto 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, esto 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.



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 en el componente más volátil y la concentración del líquido que condensa es más rica en el componente menos volátil. Cabe mencionar que este tipo de destilación es mucho más eficiente que una destilación simple y que mientras más etapas involucre, mejor separación se obtiene de los componentes


En la Destilación por Arrastre con Vapor se hace pasar una corriente de vapor a través de la mezcla de reacción y los componentes que son solubles en el vapor son separados. Entre las sustancias que se pueden separar por esta técnica se pueden citar los Aceites Esenciales


Cromatografía de Gases.

La cromatografía es una técnica cuya base se encuentra en diferentes grados de absorción, que a nivel superficial, se pueden dar entre diferentes especies químicas. En la cromatografía de gases, la mezcla, disuelta o no, es transportada por la primera especie quimica sobre la segunda, que se encuentran inmóvil formando un lecho o camino.Ambos materiales utilizarán las fuerzas de atracción disponibles, el fluido (transportados), para trasladarlos hasta el final del camino y el compuesto inmóvil para que se queden adheridos a su superficie.



Cromatografía en Papel.

Se utiliza mucho en bioquimica , es un proceso donde el absorbente lo constituye un papel de Filtro. Una vez corrido el disolvente se retira el papel y se deja secar, se trata con un reactivo químico con el fin de poder revelar las manchas .

En la cromatografía de gases, la mezcla, disuelta o no, es transportada por la primera especie química sobre la segunda, que se encuentran inmóvil formando un lecho o camino.

Ambos materiales utilizarán las fuerzas de atracción disponibles, el fluido (transportados), para trasladarlos hasta el final del camino y el compuesto inmóvil para que se queden adheridos a su superficie.


Extracción por solvente


Cuando los solutos se distribuyen libremente entre dos solventes inmiscibles se establece una diferencia entre las relaciones de concentración en el equilibrio. La Distribución de un soluto entre dos solventes inmiscibles está gobernada por la "Leyde Distribución". Supóngase que la especie del soluto A se deja distribuir entre una fase acuosa y otra orgánica.

La relación de concentraciones de A entre las fases acuosa y orgánica será constante e indepenciente de la cantidad total de A.


K = [Ao]/[Aw]

donde K es el coeficiente de Reparto

Para un sistema en donde no se consideran equilibrios alternos la cantidad que queda remanente después de la extracción (xn) se representa por la ecuación:

  • xn = gramos remanentes del soluto x
  • Vw = mL de fase acuosa
  • Vo = mL de Fase Orgánica
  • K = Constante de Reparto
  • a = gramos iniciales del soluto x
  • n = número consecutivo de extracciones (Nota: esta ecuación es válida solamente si las porciones son iguales)






CONCLUSION


El informe el cual trata sobre la "separación de mezclas", lo cual tiene una gran importancia porque se conoce sobre propiedades, sobre los instrumentos y métodos adecuados para elaborar dichas mezclas o bien separarlos.

La correcta separación de mezclas nos ayuda a poner en práctica todos los métodos que se presentaron, para separar mezclas

Al observar e investigar sobre dicha información "Separación de Mezclas", e llegado a entender que para realizar cualquier separación de mezclas primero debemos saber sobre su estado físico, características y propiedades.

Es interesante realizar una mezcla, pero es más importante tener claro cuales componentes se mezclan para que la hora de separar usemos la técnica más adecuada.






BIBLIOGRAFIA


http://quimicalibre.com/metodos-de-separacion-de-mezclas/

http://www.slideshare.net/fransanm/metodos-fisicos-separacin-mezclas

http://docencia.udea.edu.co/cen/tecnicaslabquimico/02practicas/practica08.htm

http://www.buenastareas.com/ensayos/Metodo-De-Separacion-De-Componentes-En/22437.html






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