Informe de laboratorio Separación de Mezclas
Jaime Miguel García Romo Mario Valdés Hernández Marisol Pertuz Caballero Soraya Paola Urzola Pertuz
Presentado a: José A. Bustamente
Universidad del Magdalena Santa Marta DTCH Grupo 5 2014
INTRODUCCIÓN En la naturaleza, encontramos cantidad de mezclas y compuestos de los cuales intentamos separar y purificar, todo esto para estudiar sus propiedades físicas como químicas. Los procedimientos físicos denominados métodos de separación, son los que presentaremos en el desarrollo del documento.
OBJETIVOS GENERAL Identificar los métodos de separación de una mezcla y adquirir habilidad en la utilización de los instrumentos adecuados para la experiencia en laboratorio.
ESPECIFICOS Identificar cada uno de los instrumentos apropiados en el uso de separación de mezclas dispuestos en laboratorio. Diferenciar cada una de las mezclas estudiadas en la práctica. Reconocer los fenómenos ocurridos ante la separación de las mezclas.
MARCO TEÓRICO La separación es la operación en la que una mezcla se somete a algún tratamiento que la divide en al menos dos sustanciasdiferentes. En el proceso de separación, las sustancias conservan su identidad, sin cambio alguno en sus propiedades químicas. Entre las propiedades físicas de las fases que se aprovechan para su separación, se encuentra el punto de ebullición, la solubilidad, la densidad y otras más. LA SEPARACIÓN DE MEZCLAS
En un estado natural las sustancias forman mezclas. Existen métodos para separar los componentes que las forman por lo cual se debe tomar en cuenta el estado natural de la mezcla y de sus componentes. Existe gran cantidad de sustancias químicas que, para identificarlas, se separan en sistemas homogéneos sencillos para conocer su utilización y composición, utilizan procesos que reciben el nombre de Análisis Químicos. En el laboratorio son comunes los siguientes métodos:
1) Destilación. La destilación es el procedimiento más utilizado para la separación y purificación de líquidos, y es el que se utiliza siempre que se pretende separar un líquido de sus impurezas no volátiles. La destilación, como proceso, consta de dos fases: en la primera, el líquido pasa a vapor y en la segunda el vapor se condensa, pasando de nuevo a líquido en un matraz distinto al de destilación. 2) Evaporación. Consiste en calentar la mezcla hasta el punto de ebullición de uno de los componentes, y dejarlo hervir hasta que se evapore totalmente. Este método se emplea si no tenemos interés en utilizar el componente evaporado. Los otros componentes quedan en el envase. Un ejemplo de esto se encuentra en las Salinas. Allí se llenan enormes embalses con agua de mar, y los dejan por meses, hasta que se evapora el agua, quedando así un material sólido que contiene numerosas sales tales como cloruro de sólido, de potasio, etc… 3) Centrifugación. Es un procedimiento que se utiliza cuando se quiere acelerar la sedimentación. Se coloca la mezcla dentro de una centrifuga, la cual tiene un movimiento de rotación constante y rápido, lográndose que las partículas de mayor densidad, se vayan al fondo y las más livianas queden en la parte superior.
CENTRIFUGADORA Un ejemplo lo observamos en las lavadoras automáticas o semiautomáticas. Hay una sección del ciclo que se refiere a secado en el cual el tambor de la lavadora gira a cierta velocidad, de manera que las partículas de agua adheridas a la ropa durante su lavado, salen expedidas por los orificios del tambor. 4) Levigación. Se utiliza una corriente de agua que arrastra los materiales más livianos a través de una mayor distancia, mientras que los más pesados se van depositando; de esta manera hay una separación de los componentes de acuerdo a lo pesado que sean. 5) Imantación. Se fundamenta en la propiedad de algunos materiales de ser atraídos por un imán. El campo magnético del imán genera una fuente atractora, que si es suficientemente grande, logra que los materiales se acercan a él. Para poder usar este método es necesario que uno de los componentes sea atraído y el resto no. 6) Cromatografía de Gases. La cromatografía es una técnica cuya base se encuentra en diferentes grados de absorción, que a nivel superficial, se pueden dar entre diferentes especies químicas. En la cromatografía de gases, la mezcla, disuelta o no, es transportada por la primera especie química sobre la segunda, que se encuentran inmóvil formando un lecho o camino.Ambos materiales utilizarán las fuerzas de atracción disponibles, el fluido (transportados), para trasladarlos hasta el final del camino y el compuesto inmóvil para que se queden adheridos a su superficie. 7) Cromatografía en Papel. Se utiliza mucho en bioquímica, es un proceso donde el absorbente lo constituye un papel de Filtro. Una vez corrido el disolvente se retira el papel y se deja secar, se trata con un reactivo químico con el fin de poder revelar las manchas. En la cromatografía de gases, la mezcla, disuelta o no, es transportada por la primera especie química sobre la segunda, que se encuentran inmóvil formando un lecho o camino. Ambos materiales utilizarán las fuerzas de atracción disponibles, el fluido (transportados), para trasladarlos hasta el final del camino y el compuesto inmóvil para que se queden adheridos a su superficie. 8) Decantación. Consiste en separar materiales de distinta densidad. Su fundamento es que el material más denso En la cromatografía de gases, la mezcla, disuelta o no, es transportada por la primera especie química sobre la segunda, que se encuentran inmóvil formando un lecho o camino. Ambos materiales utilizarán las fuerzas de atracción disponibles, el fluido (transportados), para trasladarlos hasta el final del camino y el compuesto inmóvil para que se queden adheridos a su superficie. 9) Tamizado.
Consiste en separar partículas sólidas de acuerdo a su tamaño. Prácticamente es utilizar coladores de diferentes tamaños en los orificios, colocados en forma consecutiva, en orden decreciente, de acuerdo al tamaño de los orificios. Es decir, los de orificios más grandes se encuentran en la parte superior y los más pequeños en la inferior. Los coladores reciben el nombre de tamiz y están elaborados en telas metálicas. 10) Filtración. Se fundamenta en que alguno de los componentes de la mezcla no es soluble en el otro, se encuentra uno sólido y otro líquido. Se hace pasar la mezcla a través de una placa porosa o un papel de filtro, el sólido se quedará en la superficie y el otro componente pasará. Se pueden separar sólidos de partículas sumamente pequeñas, utilizando papeles con el tamaño de los poros adecuados.
PROCEDIMENTO MATERIALES Y REACTIVOS * Mezcla sólida (CaCO3, NaCl, SiO22, HCl (conc) * Vasos de precipitados de 400 y 250 mL * Vidrio de reloj * Mechero * Soporte * Malla de asbesto * Espátula * Agitador * Probeta de 25 mL * Embudo * Papel de filtro * Cápsula de porcelana ETAPA DE SEPARACION DE MEZCLA SOLIDA Pasamos 1 g de mezcla y la llevamos a un vaso de precipitados de 400 ml. Adicionamos lentamente 10 ml de agua y agitamos continuamente. Filtramos por gravedad atreves de un papel filtro previamente pesado y recogimos el filtrado en una probeta graduada. Pesamos una capsula de porcelana limpia y seca, añadimos el filtrado y sometimos el conjunto a evaporación. Después cuando el solvente de la capsula se evaporo y el componente 1 se secó, procedimos pesarlo. Por últimos agregamos más agua destilada al vaso de precipitados con el fin de lograr la transferencia de todo el resto de la mezcla solida al papel de filtrado. Adicionamos lentamente con una pipeta HCL 5 ml al solido en el papel filtro. Lavamos el componente 2 que quedo en el papel filtro a una estufa sometiéndolo a calor para secarlo.
RESULTADO Papel filtro Capsula de porcelana Beaker
1,158 g 68.88 g 32.98 g
COMPONENTES Bicarbonato Cloruró de sodio Arena
1g 1g 1g
Mesclamos los 3 componentes y agregamos agua. (suma) Bicarbonato Cloruró de sodio Arena Total
1g 1g 1g 3g
Pesamos los 3 componentes en un beaker y su suma fue 110.399 g. FILTRAMOS
Evaporizamos lo que quedo después de haber filtrado las mescla aproximadamente 10 min.
FINAL papel filtro 1.158 - 2.624 = 1.466g Óxido de silicio. capsula - 68.557 – 68.88g = Carbonato.
CUESTIONARIO 1. Consultar con el profesor cual es la composición real de la mezcla que le fue asignada ¿a qué se debe la diferencia con los resultados? Enumere algunas causas de error en este procedimiento (recuerde que causas de error no son errores personales) RTA/: La mezcla estaba formada por Cloruro de sodio, bicarbonato, dióxido de silicio conocido como cuarzo – arena y carbonato de calcio. 2. Cuáles son las propiedades que poseen el cloruro de sodio y el polvo de tiza que hacen posible su separación por filtración luego de mezclarlos con el agua? RTA/: 3. Podría recuperar cristales de azúcar de una solución empleado el proceso de filtración? Explique su respuesta RTA/: Si, Porque el proceso de filtración se utiliza para separar mezclas heterogéneas en este caso sería azúcar disuelto en una solución, entonces utilizaríamos el proceso llevado a cabo en el laboratorio. 4. Si filtro un refresco o una gaseosa ¿será efectiva la separación de sus componentes (agua, azúcar, colorantes, sabor, etc.) ¿ qué clase de mezcla es dicha bebida? RTA/: No Es posible la separación para identificar sus componentes, ya que es una mezcla homogénea formada por una sola fase. 5. Nombre 5 procesos industriales en los cuales se utiliza la destilación.
RTA/: Destilación fraccionada del petróleo.
Destilación Atmosférica, utilizada en la ingeniería de petróleo para extraer el crudo presente que está en forma natural.
Destilación del etanol-agua. Destilación del coque, se obtiene de la destilación de la hulla-grasa. Destilación del vino, proporciona alcohol.
6. ¿Qué tipo de reacciones químicas se presentaron durante los procesos de la destilación y centrifugación llevados a cabo en el laboratorio de química general? RTA/ Se presentó la Evaporación. 7. ¿Qué es la liofilización? ¿Describa procesos industriales donde se utilice la liofilización como procesos de purificación? RTA/: Es la deshidratación por sublimación a baja temperatura al vacio, a la que se somete determinada sustancia para su conservación. Industrialmente, se liofilizan alimentos “instantáneos” (sopas y cafés, por ejemplo) y frutas finas como frambuesas, frutillas o frutas tropicales. 8. Mencione por lo menos dos casos de industria en donde las separaciones por cristalización y/o extracción, constituyan unas operaciones básicas.
RTA: Cristalización de la miel Cristalización del azúcar
RESULTADOS Se utilizaron los utencilios propuestos en la práctica para la separación de mezclas. Reconocimos fenómenos en la experimentación de mezclas homogéneas. Identificamos los implementos de laboratorios aptos para la practica de la separación de sustancias.
CONCLUSIÓN Al estudiar los métodos de "Separación de Mezclas", llegamos a entender que antes de cualquier separación debemos conocer el estado en el que se encuentra dicha mezcla si su estado es físico, líquido o gaseoso; características y propiedades a tener en cuenta para utilizar las herramientas adecuadas. Es interesante realizar una mezcla, pero es más importante tener claro cuales componentes se mezclan para que la hora de separar usemos la técnica más adecuada.
WEBGRAFÍA http://es.wikipedia.org/wiki/M%C3%A9todos_de_separaci%C3%B3n_de_fase s http://www.angelfire.com/moon2/chemyst_bacterium/tiger.htm
