La separación de mezclas permite obtener fracciones con distinta composición mediante propiedades como tamaño de partícula, densidad, solubilidad, volatilidad o afinidad por un medio. El método se elige según los componentes y el resultado que se desea recuperar. Una mezcla homogénea, como agua con sal disuelta, requiere un procedimiento diferente al de una mezcla heterogénea, como agua con arena.
¿Qué método usar? Ejemplos de separación
| Método | Propiedad aprovechada | Ejemplo |
|---|---|---|
| Tamizado | Tamaño de partículas | Arena y grava |
| Imantación | Respuesta magnética | Arena y limaduras de hierro |
| Decantación | Densidad y separación de fases | Agua y aceite |
| Filtración | Tamaño de partículas y retención por un medio | Agua y arena insoluble |
| Centrifugación | Diferencias de sedimentación bajo rotación | Una suspensión de partículas finas |
| Evaporación o cristalización | Volatilidad o solubilidad | Recuperar sal de una disolución acuosa |
| Destilación | Volatilidad | Recuperar agua de una disolución salina |
| Cromatografía | Interacción con fases móvil y estacionaria | Separar pigmentos de una tinta compatible |
Un filtro de papel común no separa la sal disuelta en agua. La elección también depende de si interesa recuperar el sólido, el líquido o ambos, y de la pureza necesaria.
Métodos de separación de mezclas
Separación de mezclas de sólidos (S – S)
Tamizado:
El tamizado separa partículas sólidas por tamaño mediante una malla. Las pequeñas atraviesan sus aberturas y las mayores quedan retenidas. Por ejemplo, permite separar arena y grava. La separación manual por selección es otro procedimiento, aunque pueda perseguir una finalidad similar.
Levigación:
La levigación aprovecha las diferencias de comportamiento de partículas sólidas en una corriente de líquido, con frecuencia agua. Según su tamaño y densidad, algunas son arrastradas con mayor facilidad y otras quedan retenidas. No equivale a disolver los componentes; se utiliza, por ejemplo, en concentración de minerales.
Imantación:
La imantación utiliza un campo magnético para separar los componentes que responden a él, como limaduras de hierro mezcladas con arena. No todos los metales son atraídos de la misma manera por un imán.
Separación de mezclas entre sustancias sólidas y líquidas (S – L)
Decantación:
La decantación separa fases después de permitir su diferenciación por gravedad. Puede emplearse para retirar un líquido de un sólido sedimentado o para separar líquidos inmiscibles, como agua y aceite. El embudo de decantación se usa principalmente en este último caso; en tratamiento de agua existen equipos de mayor escala. Consulte la guía sobre decantación y su aplicación en aguas residuales.
Filtración:
La filtración se emplea para separar un sólido insoluble presente en un líquido. El estado de subdivisión del sólido es tal que lo obliga a quedar retenido en un filtro por donde se pasa la mezcla. En el proceso de filtración, se hace pasar la mezcla heterogénea a través de un filtro con un tamaño de poro adecuado, el sólido que queda atrapado en el papel filtro se conoce como residuo y la sustancia que pasa a través del papel se denomina filtrado.
Este método es ampliamente usado en varias actividades humanas, especialmente en los procesos primarios de purificación y de potabilización del agua, en actividades de la industria cervecera y en actividades industriales que requieran filtros porosos de cerámica, vidrio, arena o carbón.
Centrifugación:
Este método de separación es un método que separa un sólido insoluble de grano muy fino y de difícil sedimentación de una sustancia líquida, la centrifugación consiste en someter una mezcla heterogénea a la acción de la fuerza centrífuga girando el recipiente que contiene la mezcla a gran velocidad, generando que el sólido sea depositado en el fondo del recipiente, mientras que el componente líquido queda hacia la parte superior del recipiente y puede ser separado mediante decantación. El equipo que realiza este tipo de separaciones se conoce como centrífuga y se emplea frecuentemente en química analítica, en industrias que realizan separación de componentes sólidos de los lácteos y en laboratorios clínicos para la separación de plasma sanguíneo.
Lixiviación selectiva:
Este tipo de separación se realiza mediante un proceso en el que un disolvente líquido pasa a través de un sólido pulverizado para que se genere la disolución de uno o más de los componentes solubles del sólido. Este método de separación consiste en extraer mediante disolventes de tipo orgánico, aceites esenciales de plantas aromáticas o medicinales. La lixiviación selectiva es común en la industria de fabricación de perfumes, productos de limpieza y medicamentos, así como en la industria de extracción de minerales en las minas.
Destilación y otras técnicas de separación
Destilación:
La destilación combina vaporización y condensación para aprovechar diferencias de volatilidad. El vapor puede enriquecerse en los componentes más volátiles y luego condensarse. Una sola etapa no garantiza que cada componente quede puro; algunas mezclas presentan límites de separación, como los azeótropos.
La destilación simple puede recuperar un disolvente de solutos poco volátiles o separar componentes con volatilidades suficientemente diferentes. La fraccionada utiliza etapas sucesivas de contacto entre vapor y líquido para mejorar la separación. La elección no depende únicamente de que se nombren dos fases sólidas o líquidas. Existen aplicaciones en la industria química y en determinados procesos de tratamiento de aguas residuales.
Cromatografía:
La cromatografía separa componentes por sus distintas interacciones con una fase estacionaria y una fase móvil. Comprende técnicas en papel, capa fina, columna, líquidos y gases. La capilaridad puede mover el disolvente en papel o capa fina, pero no explica el movimiento en todos los equipos cromatográficos.
La retención depende del sistema empleado y de la distribución o interacción de cada componente entre ambas fases. No existe una regla universal según la cual el componente más soluble siempre avance primero. Estas técnicas se utilizan para analizar mezclas y estudiar la calidad del agua.
Mezclas homogéneas y heterogéneas
Una mezcla es un material que se forma por la unión de dos o más componentes los cuales no se ven alterados en sus propiedades químicas. Algunas mezclas pueden ser reactivas, es decir, que sus componentes dependiendo de ciertos condicionantes ambientales, pueden reaccionar entre sí. Los componentes de las mezclas pueden ser sólidos, líquidos o gaseosos y se pueden clasificar en dos grandes grupos, los cuales se describen a continuación:
Mezclas Homogéneas:
Una mezcla homogénea tiene composición uniforme a la escala considerada y presenta una sola fase. Una disolución puede contener uno o varios solutos en un disolvente; no está limitada a dos sustancias. El agua con sal disuelta es un ejemplo.
Mezclas heterogéneas:
Una mezcla heterogénea presenta regiones o fases de composición diferente. Puede contener partículas visibles o dispersiones que necesitan una observación más detallada. El agua con arena y el agua con aceite sin emulsionar son ejemplos; la facilidad de separación depende de las propiedades y del tamaño de las fases.
- Mezclas de partículas visibles: como arena y grava.
- Suspensiones: sólidos dispersos en un líquido que pueden sedimentar, como agua con arena fina.
- Emulsiones y coloides: dispersiones que pueden requerir métodos adicionales para separar sus componentes. Al agitar aceite y agua puede formarse una emulsión temporal.
Propiedades que ayudan a elegir el método
Las propiedades físicas pueden observarse o medirse sin cambiar la identidad química de una sustancia. Las químicas describen su capacidad para transformarse en otras sustancias. En las separaciones físicas se aprovechan diferencias entre componentes; si el proceso incorpora reacciones químicas, esa etapa debe distinguirse de la separación posterior.
Solubilidad:
La solubilidad se define como la máxima concentración de soluto que puede ser disuelta en una cantidad dada de disolvente (solvente) a una temperatura determinada. Esta propiedad permite determinar si se formará un precipitado al mezclar dos soluciones o cuando se adiciona el soluto a la solución.
Temperatura:
La temperatura de ebullición depende de la presión: un líquido hierve cuando su presión de vapor iguala la presión externa. Por ello, el punto de ebullición normal corresponde a 1 atm, pero no representa la temperatura de ebullición bajo cualquier condición.
La diferencia de volatilidad ayuda a seleccionar una destilación. A presión fija, una sustancia pura hierve a una temperatura determinada; una mezcla puede cambiar su temperatura y composición durante el proceso. La evaporación superficial puede ocurrir sin que el líquido alcance la ebullición.
Densidad:
La densidad es la relación entre masa y volumen. Sus variaciones con la temperatura y la presión dependen del material y del rango considerado; no todas las sustancias responden de la misma forma. Una diferencia de densidades puede permitir sedimentación o decantación cuando existen fases separables.
Presión de vapor:
Es la presión en equilibrio que se ejerce en la mezcla cuando se igualan en un proceso dinámico tanto el proceso de evaporación como el de condensación. Las moléculas de una sustancia se movilizan a diferentes velocidades y al aumentar la temperatura, algunas de las moléculas presentes en la superficie del líquido poseen la energía suficiente para repeler la fuerza de atracción y transformarse en la fase gaseosa.
Viscosidad:
La viscosidad expresa la resistencia de un fluido a deformarse o fluir. Influye en la velocidad de sedimentación y en las pérdidas de presión al filtrar. Un fluido ideal sin viscosidad es una simplificación de cálculo; no debe confundirse con un superfluido, que presenta un comportamiento físico particular.
Evaporación:
Es el proceso en el cual las moléculas que se encuentran en la superficie de los líquidos adquieren la energía necesaria para escapar de las fuerzas de atracción que las mantiene unidas a la mezcla. Las moléculas con mayor energía pasan a la fase de vapor, provocando una disminución en la temperatura del líquido. Este proceso es de tipo endotérmico.
Ejemplo: separar arena y sal
Si una mezcla contiene arena insoluble y sal soluble en agua, se puede disolver la sal, filtrar para retirar la arena y después recuperar la sal por evaporación o cristalización. Si se desea recuperar también el agua, se necesita recoger el vapor por condensación, como en una destilación. Es un ejemplo conceptual; las prácticas de laboratorio requieren equipos y condiciones apropiados.
gracias porlor darme una idea que lloera capas de ase
Es muy ecelente
Alguien sabe cómo sella el tipo de sepacion agua y azufre?
Buenos días que sistemas o equipos tienen para separar agua de aceite industrial.
Buen día. Carlos Bravo Hemos enviado un correo electrónico para validar una información para realizar su solicitud.
que bonito
EXELENTEEEEEEEEEEEEE PAGINA SOS LA MEJOR DEL MUUUUNDOOOO ,MIL GRACIAS POR HACERME LA TAREITA MUCHO MAS FACIL , GRACIAS EN VERDAD POR EXISTIR ………………….. GRANDE COLOMBIA !!!!
PD : SALUDIÑOS DESDE CHILE CHAITO viva pautis JSSHDUWHI
Perfecto mejor explicado me encanta es lo mejor que e visto