Métodos de separación de sistemas materiales sencillos
SISTEMAS MATERIALES
Mezclas
Sustancias Puras
Separación física
¿Pueden descomponerse
¿Son uniformes?
no
si
Mezclas heterogéneas
Mezclas homogéneas (soluciones)
•madera •sopa de verduras •jugo de naranja
• acero inoxidable • tintura de yodo • aire
si
por reacciones químicas?
Compuestos •agua •sal de mesa •amoníaco
no
Elementos
•oxígeno •carbono •hidrógeno
Clasificación de la materia
Mezclas heterogéneas
Mezclas homogéneas (soluciones)
Métodos de separación de fases: •Filtración •Decantación •Centrifugación •Coagulación •Tamización •Imantación •Adsorción física •Sublimación •Levigación •Flotación •Disolución
Métodos de fraccionamiento de fases: •Destilación •Cromatografía •Cristalización •Extracción
Compuestos
Reacciones químicas
Elementos
Métodos de separación de fases
Filtración: fase sólida dispersa en un medio líquido. Como material filtrante suele emplearse papel de filtro, arena, carbón, algodón.
Jugo de naranjas: jugo + pulpa
Métodos de separación de fases
Equipo de filtración pie universal papel de filtro
varilla
embudo
erlenmeyer
Equipo de filtración para conectar a vacío
kitasato
Decantación: para separar dos compuestos de distinta densidad. •Líquidos inmiscibles (no solubles entre sí), se realiza en ampollas o embudos de decantación. Por ejemplo para separar una mezcla de agua y aceite. embudo de decantación Manipulación de una ampolla de decantación
Aceite,
Agua,
agua
http://www.quimicaorganica.net/laboratorios/extraccion/extraccion-embudo.jpg Métodos de separación de fases
Decantación: para separar sólidos de líquidos, las partículas cuya densidad es mayor que el agua sedimentan en el fondo del decantador por acción de la gravedad.
Por ejemplo para separar una mezcla de agua y arena.
Tiempo
Métodos de separación de fases
Centrifugación: para separar líquidos inmiscibles; sólidos y líquidos. La fuerza centrífuga que actúa sobre las fases, permite la separación en base a los coeficientes de sedimentación de cada componente.
Métodos de separación de fases
V =
d2 ( P - L ) ____________ x g 18 n
Donde: V = velocidad de sedimentación d = diámetro de la partícula P = densidad de la partícula L = densidad del líquido n = viscosidad del medio g = fuerza gravitacional
Métodos de separación de fases
Coagulación/floculación: proceso para acelerar la sedimentación de los sólidos dispersos en un solvente. Los coagulantes atraen a las partículas pequeñas que se encuentran en suspensión (coloides), se aglutinan en pequeñas masas y con ayuda de los floculantes forman aglomerados, cuyo peso específico difiere notablemente al del agua y precipitan en conjunto al fondo del recipiente. Es más común en plantas de tratamiento de aguas que en los laboratorios donde se prefiere la centrifugación. Los coagulantes más comunes son sales trivalentes de hierro o aluminio, los floculantes son polímeros.
Métodos de separación de fases
Métodos de separación de fases
Flotación: En la flotación interviene la diferencia entre la densidad de los sólidos y la del líquido en que se encuentran en suspensión. Sin embargo, contrariamente a lo que ocurre en la decantación, este proceso de separación sólido– líquido únicamente se aplica a partículas que tienen una densidad real (flotación natural) o aparente (flotación provocada) inferior a la del liquido que la contiene.
Levigación: dos fases sólidas de distinta densidad. Por ejemplo para separar el oro de arenas auríferas se hace pasar sobre el sistema una corriente de agua, que arrastra la arena (el componente de menor densidad).
Métodos de separación de fases
Tamización: fases sólidas cuyas partículas son de diferente tamaño. Por ejemplo: para separar la arena del canto rodado. para análisis granulométrico, analizar el tamaño de las partículas presentes en una muestra de suelo.
grava
arena
arcilla
malla o tamiz
Disminuye el tamaño del poro
Métodos de separación de fases
Imantación: para separar sólidos que tengan propiedades magnéticas, pueden ser separados por un imán. Por ejemplo una mezcla de hierro y sal; hierro y arena.
imán
hierro
sal
Métodos de separación de fases
Adsorción física: se utiliza un sólido para adsorber sustancias disueltas en solventes. Por ejemplo en el tratamiento de aguas para eliminar olores, colores y sabores indeseables se utiliza carbón activado.
Fuente: http://www.oviedo.es/personales/carbon/cactivo/impqcatex.htm Métodos de separación de fases
Sublimación: Permite separar aquellas fases capaces de sublimar. Un sólido se calienta y se convierte en vapor sin pasar por el estado líquido, en contacto con una superficie fría vuelve a solidificar, se deposita. Diagrama de fases
Sublimación de I2
P ambiente
T3
Métodos de separación de fases
Por ejemplo un sistema formado por I2 y NaCl. El I2 sublima al ser calentado, el vapor entra en contacto con una superficie fría y se deposita en forma de cristal.
2- Salida de agua
1-Entrada de agua
3-Conexión a vacío
4- Cámara de sublimación
5- Deposición de I2 sólido 6- NaCl
Cristales de I2
Disolución: una de las fases es soluble en un determinado solvente, mientras que la otra no lo es. Por ejemplo un sistema formado por arena y CuSO4 1- disolución de la sal 2- se filtra 3- el CuSO4 se recupera por evaporación del disolvente 4- cristalización.
arena
2
3
cristales de CuSO4
4
Solución de CuSO4
enfriamiento
concentración
filtración
cristalización
Métodos de separación de fases