Métodos de separación de fases

QUÍMICA

Métodos de separación de fases

*Los métodos de separación de fases de mezclas son aquellos procesos físicos por los cuales se pueden separar los componentes de una 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.

Los métodos de separación de mezclas más comunes son los siguientes:

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  se llama ampolla o embudo de decantación.

Filtración: Separación de sólidos en suspensión en un líquido mediante un medio poroso, que retiene los sólidos y permite el pasaje del líquido

La filtración es el método que se usa para separar un sólido insoluble de un líquido. El sólido queda retenido en un medio poroso o filtro por el cual se hace pasar la mezcla. Ejemplos de filtros los coladores para hacer café, telas de algodón o sintéticas, coladores o cribas caseros y los filtros porosos industriales, de cerámica, vidrio, arena o carbón.

Tamización: La tamización o tamizado es un método físico para separar mezclas en el cual se separan dos sólidos formados por partículas de tamaño diferente.

Consiste en hacer pasar una mezcla de partículas de diferentes tamaños por un tamiz, cedazo o cualquier cosa con la que se pueda colar. Las partículas de menor tamaño pasan por los poros del tamiz o colador atravesándolo y las grandes quedan atrapadas por el mismo.

Tría: Es un método de separación que consiste en separar con pinzas o simplemente con las manos las fases sólidas de mayor tamaño de las de menor tamaño dispersas en otro sólido o en un líquido de un sistema heterogéneo. Es un tipo de tamización.

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.

Cristalización:

- Es un proceso por el cual a partir de un gas, un líquido o una disolución, los iones, átomos o moléculas establecen enlaces hasta formar una red cristalina, la unidad básica de un cristal.

-La cristalización se emplea con bastante frecuencia en Química para purificar una sustancia sólida.

-La operación de cristalización es el proceso por medio del cual se separa un componente de una solución líquida transfiriéndolo a la fase sólida en forma de cristales que precipitan. Un sistema material homogéneo por ejemplo: el agua potable es una solución formada por agua y sales disueltas en ella. Los tres métodos más conocidos son: Evaporación o capitalización, cromatografía y destilación.

Imantación: Es un método que consiste en separar una mezcla en la que una de las sustancias tiene propiedades magnéticas ,es decir, se utiliza un material que contenga un campo magnético para separar las sustancias metálicas en la mezcla, como la extracción de las limaduras de hierro en una mezcla con arena.

Destilación: La destilación se usa para separar dos líquidos miscibles 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. Se contemplan dos tipos de destilación: la destilación simple en la cual se separan sólido y líquido; y la destilación 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.

La levigación: 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 dos elementos o más.

Levigación o lixiviación selectiva: Este método de separación consiste en extraer, por medio de disolventes orgánicos, aceites esenciales de plantas aromáticas o medicinales. La lixiviación es común en la confección de perfumes, productos de limpieza y medicamentos. De igual manera, se utiliza en la extracción de minerales en las minas como las esmeraldas, joyas, diamantes, oro,etc.

Electrolisis: es el proceso que separa los elementos de un compuesto por medio de la electricidad. En ella ocurre la captura de electrones por los cationes en el cátodo (una reducción) y la liberación de electrones por los aniones en el ánodo (una oxidación).

Centrifugación: Es un método por el cual se pueden separar sólidos de líquidos de diferente densidad mediante una fuerza giratoria. La fuerza centrífuga es provista por una máquina llamada centrifugadora, la cual imprime a la mezcla un movimiento de rotación que origina una fuerza que produce la sedimentación de los sólidos o de las partículas de mayor densidad. Los componentes más densos de la mezcla se desplazan fuera del eje de rotación de la centrífuga, mientras que los componentes menos densos de la mezcla se desplazan hacia el eje de rotación. De esta manera los químicos y biólogos pueden aumentar la fuerza de gravedad efectiva en un tubo de ensayo para producir una precipitación del sedimento en la base del tubo de ensayo de manera más rápida y completa.

Cromatografía:

 Es escribir en colores por un proceso físico de separación de separación de substancias llevado a cabo por la distribución en dos fases. Fase móvil  (gas-líquido)  y Fase estacionaria  (sólido-líquido). Dependiendo del estado de las fases involucradas es posible desarrollar varios tipos de cromatografía, cuando la fase móvil es un gas se denomina Cromatografía de Gases y cuando la fase móvil es un líquido se denomina Cromatografía de Líquidos:

 *Cromatografía de Líquidos:La cromatografía se utiliza con los fluidos, que pueden ser gases o líquidos, se empuja a circular la mezcla por un sólido o un líquido que permanece estacionario (fase estacionaria).

Los distintos componentes de la mezcla circulan a velocidades diferentes por la fase estacionaria, y por lo tanto unos componentes están más tiempo retenidos de ella que otros, emergiendo después. Sirve como método físico de separación.

La fase estacionaria puede ser típicamente un sólido poroso como la celulosa, o como el gel. Las moléculas de menor tamaño pueden cruzar todos los poros e invierten más tiempo en el recorrido mientras que las moléculas mayores de la mezcla no “pierden tiempo” en los poros, emergiendo más rápidamente.

*Cromatografía Gas sólido: película liquida con alto punto de ebullición (Silicon o Polietileno) que recubre un sólido inerte (cromatografía gas líquido), cromatógrafo de gases (CG).Todo compuesto que pueda ser separado por cromatografía ha de ser volátil y termicamente estables.