INVESTIGACIÓN PREVIA
¿Qué son los métodos de separación de mezclas?
Los métodos de separación de mezclas o métodos de separación de fases son los distintos procedimientos físicos que permiten separar dos o más ingredientes de una mezcla, valiéndose de las diferentes propiedades químicas de cada uno de ellos.
Nótese entonces que, para que estos mecanismos funcionen, debe tratarse de mezclas en que los ingredientes conserven su identidad, y no haya habido reacciones químicas que alteren sus propiedades permanentemente o den origen a nuevas sustancias. Rasgos como el punto de ebullición, la densidad o el tamaño deben conservarse en los ingredientes para que puedan aplicarse los métodos de separación de mezclas.
En cambio, estos métodos funcionan sin distingo en mezclas homogéneas y heterogéneas, ya que no suponen tampoco ningún cambio en la identidad de los ingredientes (elementos que conforman la mezcla), que pueden así recuperarse más o menos como estaban antes de realizar la mezcla. Dependiendo del método aplicado, se lograrán ingredientes originales con más o menos pureza.
Decantación
Empleada para separar líquidos que no se disuelven el uno en el otro (como el agua y el aceite) o sólidos insolubles en un líquido (como agua y arena), consiste en el uso de una ampolla o un embudo de decantación, en donde se deja reposar la mezcla hasta que el ingrediente más denso sedimente y vaya al fondo. Entonces se abre la válvula y se lo deja salir, cerrándola a tiempo para que permanezca el ingrediente menos denso. Este método suele emplearse como primer paso hacia la obtención de sustancias más puras.
Filtración
Útil para separar sólidos no solubles de líquidos, consiste en la utilización de un filtro (papel filtrador, piedras filtrantes, etc.) que permite el paso del líquido por porosidad, pero retiene los elementos sólidos. Así operan los filtros de agua de nuestras casas, o el papel filtro donde vertemos el café sólido antes de verterle encima el agua caliente: el agua surge del papel mezclada con lo más fino del café, y las partes gruesas se desechan junto con el filtro.
Tamizado
Opera de manera semejante al filtrado, pero entre sustancias sólidas de distinto tamaño (como grava y arena, sal y palomitas de maíz, o arroz y piedritas). Se emplea para ello una red o tamiz, cuyos agujeros permiten el paso de los fragmentos de menor tamaño y retienen los más grandes. Dependiendo del material, puede emplearse como primer paso en la obtención de sustancias puras o como paso definitivo.
Destilación
La destilación permite separar líquidos solubles entre sí, pero que posean distinto punto de ebullición (como el agua y el alcohol). El procedimiento consiste en verter la mezcla en un recipiente y calentarla, controlando la temperatura para que sólo el ingrediente de punto de ebullición más bajo se evapore, y sea reconducido a través de un conducto hacia otro recipiente, esta vez refrigerado. Allí se precipitará y volverá a su fase original.
A los líquidos obtenidos así se les conoce como destilados (agua destilada, alcohol destilado, etc.).
Cromatografía
Útil para separar mezclas complejas que no responden a ningún otro método, empleando la capilaridad como principio: aquél que permite el avance de una sustancia a través de un medio específico. Se identifica así a las dos fases de la mezcla como fase móvil (la que avanza sobre la otra) y fase estacionaria (sobre la que se avanza). Por ejemplo, al derramar café sobre una tela, el primero tiende a avanzar ocupando la superficie toda de la segunda.
Para que ello ocurra debe haber cierta atracción entre ambas fases, y de acuerdo a ella, el movimiento se dará más rápido o más lento. A través de un cromatógrafo (en papel o en máquina), puede medirse la cantidad de móvil sobre la estacionaria, estudiando el color que adquiere la mezcla.
los principios en que se basan los siguientes métodos de separación de mezclas; así como la forma en que se desarrollan experimentalmente:
Decantación: Este método sirve para separar soluciones aprovechando la diferencia de puntos de ebullición de los componentes de una mezcla. Consiste en calentar una mezcla hasta que ésta alcancé el punto de ebullición de la sustancia que embullé a menor temperatura, esta sustancia se evapora y se separa de la mezcla poco a poco, su vapor pasa entonces por un condensador para ser recuperado en un recipiente. Por ejemplo, al destilar alcohol con agua.
Filtración: Este método se usa para separar sólidos mezclados con líquidos, de manera que no es posible decantar la mezcla. Entonces se hace pasar la mezcla a través de un material poroso, de tal manera que el líquido pasa a través de éste, pero el sólido no, separando así la mezcla. Por ejemplo, la separación de impurezas insolubles en el agua.
Imantación: Este método sirve para separar sustancias magnéticas de otras que no presentan magnetismo en mezclas heterogéneas. Por ejemplo, para separar limadura de hierro de arena.
Sublimación: Existen ciertas sustancias que pueden pasar del estado sólido al gaseoso, del tal modo que cuando están presentes en una mezcla heterogénea, es posible separarlos convirtiendo un sólido en gas, es decir, sublimando este sólido. Por ejemplo, el yodo mezclado con azufre, el yodo se sublima separándose del azufre.
Evaporación: Cuando se disuelven sólidos en líquidos, es posible evaporar todo el líquido hasta que sólo quede la sustancia que no se evaporó en el recipiente. Por ejemplo, cuando separamos sales disueltas en agua como el cloruro de sodio en agua.
Centrifugación: Al someter suspensiones o coloides a distintas velocidades de rotación, es posible separar sus componentes del más pesado al más ligero, al acelerarlos, los componentes más densos adquieren más fuerza que los menos densos, separándose así en sus distintos componentes. Un ejemplo es la centrifugación de la sangre.
¿qué es el petróleo?
El petróleo es un líquido inflamable, oleoso, de origen natural que se compone principalmente de una mezcla de hidrocarburos, que varía entre un 50 y un 98%, y diversos compuestos orgánicos que contienen oxígeno, nitrógeno y azufre. En algunas ocasiones se encuentra en manantiales o charcas, pero por lo general se extrae de debajo de la superficie de la Tierra mediante perforación de pozos. Llamado con anterioridad aceite de roca o aceite mineral, el petróleo sin refinar se conoce en la actualidad como petróleo crudo. El petróleo se obtiene cuando las plantas y los animales que viven en el agua mueren, se depositan en el fondo de los océanos, estanques o pantanos, su proceso de formación tarda aproximadamente un millón de años. a medida que aumenta la presión sobre diferentes materiales, se va formando el petróleo que, poco a poco, se introduce en las aberturas de las rocas o en rocas especiales llamadas rocas productivas. Los componentes químicos del petróleo se separan y obtienen por destilación mediante un proceso de refinamiento. De él se extraen diferentes productos, entre otros: propano, butano, gasolina, keroseno, gasóleo, aceites lubricantes, asfaltos, carbón de coque, etc. Como está compuesto por más de 1 000 hidrocarburos, no se intenta la separación de cada uno de ellos. Es suficiente obtener fracciones, de composición y propiedades aproximadamente constantes, destilando entre dos temperaturas prefijadas, la operación requiere varias etapas. El proceso de craqueo térmico, o pirolisis a presión, se desarrolló en un esfuerzo para aumentar el rendimiento de la destilación, las partes más pesadas del crudo se calientan a altas temperaturas bajo presión. Esto divide las moléculas grandes de hidrocarburos en moléculas más pequeñas, lo que aumenta la cantidad de gasolina. En la alquilación, las moléculas pequeñas producidas por craqueo térmico se recombinan en presencia de un catalizador, esto produce moléculas ramificadas en la zona de ebullición de la gasolina con mejores propiedades. La fabricación de estos productos ha dado origen a la gigantesca industria petroquímica, que produce alcoholes, detergentes, caucho sintético, glicerina, fertilizantes, azufre, disolventes y materias primas para fabricar medicinas, nylon, plásticos, pinturas, poliésteres, aditivos y complementos alimenticios, explosivos, tintes y materiales aislantes.
•Deodorización y purificación de aire (por ejemplo, en respiradores de cartucho, sistemas de recirculación de aire en espacios públicos, venteos de drenajes y plantas de tratamiento de agua, casetas de aplicación de pinturas, espacios que almacenan o aplican solventes orgánicos…)
•Tratamiento de personas con intoxicación aguda (el carbón activado se considera el “antídoto más universal”, y se aplica en salas de urgencias y hospitales)
•Refinación de azúcar (el carbón retiene las proteínas que dan color al jugo de caña; el objetivo fundamental de este proceso es evitar que el azúcar fermente y se eche a perder)
•Decoloración de aceites vegetales (como el de coco), glucosa de maíz y otros líquidos destinados a la alimentación
•Decoloración y deodorización de bebidas alcohólicas (como vinos de uva y destilados de cualquier origen)
•Recuperación de oro (el oro que no se puede separar de los minerales por los procesos de flotación, se disuelve en cianuro de sodio y se adsorbe en carbón activado.
BIBLIOGRAFÍAS:
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