Métodos de separación de mezclas

A continuación vas a estudiar distintos métodos de separación de mezclas. Con el fin de comprender el método más adecuado para cada tipo de mezcla, vamos a clasificar estos métodos en grupos.

SEPARACIÓN MEZCLAS HETEROGÉNEAS SÓLIDO-SÓLIDO

a) A partir de alguna propiedad específica de alguno de los componentes:

a.1) Separación magnética. Si uno de los componentes es magnético, podemos usar un imán para separarlo del resto de los componentes de la mezcla. Si el sólido magnético está en una mezcla líquida también es posible separarlo por medio de este método.

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a.2) Tamizado. Usando un tamiz o un colador podemos separar el componente que queramos de la mezcla en función del tamaño de los componentes. Para ello habrá que elegir bien el tamaño de la malla que vayamos a usar. Este método también se puede usar para separar sólidos en mezlcas sólido-líquido también.

a.3) Sublimación. Si uno de los componentes sublima al calentarlo brevemente, podremos separarlo de la mezcla.

Si quieres ver una separación de este tipo muy bien explicada, clica AQUÍ.

SEPARACIÓN DE MEZCLAS HETEROGÉNEAS SÓLIDO-LÍQUIDO

b.1) Filtración. Este método es adecuado solo si el sólido es insoluble en la fase líquida, esto quiere decir que la mezcla presenta dos fases y por eso es heterogénea.

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El sólido que queda en el papel de filtro se llama residuo y el líquido que pasa a través del papel de filtro es el filtrado.

b.2) Centrifugación. En el caso de las suspensiones, es decir, partículas muy pequeñas de sólido que están suspendidas en una fase líquida, podemos forzar la sedimentación de la fase sólida si centrifugamos la mezcla. Después del centrifugado, las partículas más pesadas se encontrarán pegadas al fondo del tubo.

AQUÍ puedes ver un vídeo en el que explica cómo hacer una centrifugado y posterior decantación.

b.3) Decantación. Cuando tienes una fase sólida en el fondo de una muestra, como después de una sedimentación o centrifugación, puedes separar el sobrenadante y el sedimento por decantación o filtración. Hay dos formas de separar las fases, por filtración (que has visto antes) o por decantación (como has visto en el vídeo anterior) e ilustra esta imagen:

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SEPARACIÓN DE MEZCLAS HETEROGÉNEAS LÍQUIDO-LÍQUIDO

c.1) Decantación. Si tenemos una mezcla de líquidos inmiscibles, podemos separarlos usando un embudo de decantación, una vez que los líquidos se han ordenado según sus densidades, el de mayor densidad en la parte de abajo y el de menor densidad en la parte superior de la mezcla.

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Como puedes ver, si mezclas aceite y agua, siendo ambos líquidos inmiscibles, van a fijar su posición en función de sus densidaddes: en la parte superior se colocará el aceite por tener menor densidad. Podemos separar ambos líquidos usando el embudo de decantación. El primer líquido que será separado será el de mayor densidad porque es el que está colocado en la parte inferior. Al abrir la llave de paso irá goteando el agua hasta que se haya separado entera.

SEPARACIÓN DE MEZCLAS HOMOGÉNEAS SÓLIDO-LÍQUIDO

d.1) Evaporación.

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Este método se usa para separar un soluto sólido de un disolvente líquido (agua en la mayoría de los casos). Se trata de esperar hasta que el disolvente se haya evaporado completamente de la disolución. Es posible acelerar la evaporación si se calienta la mezcla. El disolvente no puede recuperarse con este método.

d.2) Cristalización. Es un método usado para purificar sólidos. Si disoIvemos un soluto con impurezas en un disolvente, podemos obtener el soluto purificado siguiendo estos pasos:

• Calentamos el disolvente para disolver el soluto impuro, aumentando su solubilidad con la temperatura. Así vamos a obtener una disolución sobresaturada del soluto impuro.
• Filtramos la mezcla para separar las impurezas insolubles y el exceso de soluto no disuelto. El filtrado contiene el soluto puro que queremos obtener.
• Ponemos el filtrado en una cápsula de cristalización y dejamos que la disolución se enfríe lentamente y los cristales del soluto puro irán apareciendo a medida que el disolvente se vaya evaporando.

En este VÍDEO puedes ver cómo se forman cristales cada vez más grandes con este proceso.

SEPARACIÓN DE MEZCLAS HOMOGÉNEAS LÍQUIDO-LÍQUIDO

e.1) Extracción. Este método se usa para separar una sustancia disuelta en un disolución usando otro disolvente que es inmiscible con la mezcla pero en el que la solubilidad de la sustancia a separar es mejor.

La imagen de la derecha está referida a la extracción de la cafeína del café. La cafeína está disuelta en el agua porque el agua es el disolvente del café, que es una disolución. Si ponemos en contacto el café con un disolvente orgánico llamado diclorometano (DCM), la cafeína irá pasando desde el agua hasta el DCM. Esto se produce porque la cafeína es un compuesto orgánico y tiene una polaridad similar a la del DCM, haciendo que su solubilidad sea mejor.

e.2) Cromatografía. La cromatografía se puede usar para separar mezclas de compuestos coloreados. Las mezclas adecuadas para la separación por medio de esta técnica pueden ser tintas, tintes y colorantes alimentarios. Solo vamos a estudiar la cromatografía en papel o simple. Consideramos dos fases en esta técnica; la fase estacionaria (papel) y la fase móvil (eluido). Llamamos eluente al disolvente que transporta el analito.

https://www.areaciencias.com/quimica/cromatografia.html

Esta técnica se puede hace si pintas un punto grueso de tinta en una tira de papel de filtro. El papel se coloca en el fondo del recipiente que contiene una pequeña cantidad de disolvente polar (agua o alcohol). En cuanto el disolvente comienza a ascender por el papel de filtro (el efecto se llama capilaridad), se encuentra con la mezcla de pigmentos que es la tinta que has puesto en el papel y esa mezcla comienza a ascender por el papel junto con el disolvente. Como el papel está hecho de celulosa, que es una sustancia polar, los componentes de la tinta serán capaces de desplazarse más lejos cuanto menos polares sean. Los componentes más polares se unirán más a la celulosa y quedarán más cerca del líquido que los que son menos polares.

e.3) Destilación. Esta técnica es muy útil cuando tenemos una mezcla de líquidos miscibles con puntos de ebullición distintos. Es muy importante estar atento a la temperatura de la mezcla cuando la destilación comienza. Esta magnitud nos da información sobre la evolución de la separación de los componentes de la mezcla. A continuación tienes un ejemplo de la destilación de una mezcla formada por agua y alcohol etílico (etanol).

Primero ponemos la mezcla de agua y etanol en el matraz y comenzamos a calentarla. La temperatura comenzará a aumentar lentamente. Hay que prestar atención al termómetro porque a los 78 ºC la temperatura dejará de aumentar. Ese valor de temperatura es el punto de ebullición del etanol.	http://www.bbc.co.uk/schools/gcsebitesize/science/ (Todos los derechos reservados)
http://www.bbc.co.uk/schools/gcsebitesize/science/ (Todos los derechos reservados)	Como puedes ver en la imagen, en ese momento el etanol está cambiando de estado de líquido a vapor. Mientras haya algo de etanol en estado líquido, la temperatura va a seguir siendo constante. El vapor de etanol puro es condensado en el condensador (condesador Liebig en la imagen) y está goteando dentro del vaso de precipitados o colector, en forma de etanol líquido puro.
Cuando la temperatura comience a subir otra vez todo el etanol de la mezcla habrá sido separado y, en ese momento, debemos usar otro vaso de precipitados vacío para empezar a recoger el agua pura que se formará cuando el vapor pase a través del condensador Liebig. Como puedes ver, la temperatura es ahora 100 ºC, el punto de ebullición del agua.	http://www.bbc.co.uk/schools/gcsebitesize/science/ (Todos los derechos reservados)

La secuencia es:

• Se calienta la mezcla en el matraz.
• El etanol tiene un punto de ebullición menor que el agua, por lo que se evapora el primero.
• El vapor de etanol puro es enfriado y condensa dentro del condensador Liebig convirtiéndose en etanol puro líquido. Durante este proceso el termómetro mostrará siempre el mismo valor de temperatura, que es precisamente el punto de ebullición del etanol puro.
• Cuando todo el etanol de la disolución haya sido evaporado, la temperatura empezará a aumentar de nuevo hasta alcanzar el valor del punto de ebullición del agua pura y será el agua la que comience a evaporar para ser separada.