METODOS DE SEPARACIÓN DE SUSTANCIAS: SEPARACIONES MECANICAS Y TÉRMICAS
1.-OBJETIVO: y
y
Identificar los métodos para separar los componentes de una mezcla y adquirir habilidad en la aplicación de diferentes métodos a través de la experiencia en el laboratorio. Observar y aprender sobre los cambios de la materia.
.-PRINCIPIOS 2.-PRINCIPIOS
TEORICOS:
En un estado natural de las sustancias generalmente 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 homogéneos sencillos para conocer conocer su utilización y compo sición, utilizan utilizan procesos que reciben el nombre de Análisis Químicos.
Hay varios métodos para separar los componentes de una mezcla. En el laboratorio son comunes los siguientes:
2.1.-Evaporación: El procedimiento de Evaporación consiste en separar los componentes más volátiles exponiendo una gran superficie de la mezcla. El aplicar calor y una corriente de aire seco acelera el proceso. 2.2.-Secado y calcinación: El secado es
el proces proc eso o de calentamiento a que son some som etidas las sustancias y consiste en elimi elim inar el contenido de humedad de las muestras o de los pr e pr ecipitados obten idos al f iltrar iltrar una me zcla cla.. La calcinación consisste en consi en somet someter un ma mater ial a un un ef ecto ecto pr olon olong gado de temperatur a temperatur a qu que e superan los 250°C hasta 1 200 00°°C y se r eal alii za en una mufla eléctrica.
2.3.-Cristalización: En éste proceso se utilizan los puntos de solidificación, la
solución se enfría hasta que uno de sus componentes alcance el punto de solidificación, y se cristalice. Se emplea además para purificar sólidos, disolviendo un sólido impuro en el disolvente adecuado en caliente. Al bajar la temperatura, el primer sólido se cristaliza, con lo cual quedará libre de impurezas.
2.4.-Destilación: Las soluciones (sistemas homogéneos) o mezclas de líquidos miscibles misci bles pueden pueden separarse separarse por cambios de estado ³Congelación , Evaporación y Condensación´ para separar los componentes de una solución se emplea con frecuencia la destilación; también se usa para purificar las sustancias líquidas. El agua se destila con el fin de eliminar las sales contenidas en ésta. La La
destilación se basa en la diferencia de los puntos de ebullición de sus
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componentes . Se ca lien ta la so l ci n se concent an los apores, la sus tancia ue tiene menor pun to e ebu lli ci n más olá til9 se convier ta en vapor an tes ue la otra, sta pr imera sus tanc ia se ace pasar al condensador para ll evar la a es tado lí uido .
2.5.-Fil r ci
Se usa para separas sóli dos no solub les en lí uidos. a separación se ace por med ios porosos ue retienen las par tícu las sóli das de jan pasar el lí uido ; al unos son :
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3. .-Pesar en tr e
, . de sulf ato de cobre pen tahidra tado uS 4. , colocar en un tubo de ensayo y agregar , ml de agua des tilada. oger el tubo de ensayo con una pinza y ca len tar suavemente la soluc ión has ta disoluc ión comple ta, ráp idamente va ciar el con ten ido en una luna de relo j o placa pe tr i. Ano te .e l tiempo ue tornará la cr istali zación de dicha sa l.
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3.2.-Pesar un vaso de pr eci pitado limpi o y seco y anote el peso. uego utili zando una l una de r el o j y espátul a pesar apr ox. de a . g de NaCl, ensegu ida col ocar ml de destil ada en otro vaso de prec ipit ado l a sal pesada y disol ver con una var ill a devidr i o. uego prepare el equi po de filtraci ón por gravedad y filtre l a sol uci ón sobre el vaso previamente pesado. Conclui da esta operac i ón ll eve a evaporac i ón comp leta hasta sequedad cal entando la solución con un mechero. Enf ri ar el produc to obteni do, pesar , determina l a masa obteni da de NaCl después de l a filtraci ón y evaporac i ón.
3.3.-Co locar en un tubo de ensayo 4 ml de yo duro de po tas io KI , enseguida agregar 4 ml de una so luc ión de nitrato de plomo [pb N 3 ]. Ano te sus observaciones. uego arme él. Equ ipo de filt rac ión u tili zando un embudo y doblando correctamente e l papel de filt ro previamen te pesado sobre una luna de r elo j. Concluida la operación de filt ración, retire e l papel de filtro y seque en la es tuf a . Fi na lmen te de term ine el peso de sóli do ob ten ido , Pb I d if erenciando la masa de la luna con el papel y el sóli do y la masa pesada de la luna solo.
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3. .- Armar el equ ipo de des tilac ión simple . uego med ir en una probeta un volumen
de term inado de mezcla a des tilar y co locar en el ba lón de des tilac ión . Some ter a ca len tam ien to utilizando una cocina eléc tr ica o llama suave de un mech e ro co locando el balón sobre una ma ll a de asbesto. Ano te las va r iac iones de temperatura desde el inicio del calen tamien to ha sta que el líqu ido emp iece a hervir . Reg istre la temperatura de ebu lli ción en el momento que caiga la pr imera go ta de de stilado en e l vaso de precip itado. Term inada la operación, reali ce la prueba de combustión del e tano l y diga qué tipo de llama observay si la combustión es completa o incomple ta.
4.- ON LUSION S Y R
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OM NDA ION S !
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os distintos mé todos de separación de sus tanc ias son muy eficaces puesto a que cumpli eron con el ob jetivo . Recomendación : de jar limpios los mater iales luego de ser usados. Para la separación de una mezcla se u tilizan mé todos que toman ven ta ja de las propiedades físicas y qu ímicas de las sus tanc ias para ob tener las en la f orma más pura pos ible dependiendo del método . o impor tan te de la separación de mezclas es saber cuá les son los mé todos correctos para ir separando cada sus tanc ia , para e ll o es impor tan te saber cuá les son sus propiedades físicas y qu imias de cada uno .
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5.- U STIONARIO #
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5. .- Qué mé d d p r ci u ili rí p r d ri , l cu l c i lid muy fi . La evaporación - destilación )
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a) Cristalización: pasa a un estado solido b) Destilación: pasa de líquido a gaseoso e) Secado:
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5.3.- Establezca las di erencias f unda entales entre: los si uientes métodos de separación: B
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En la evaporación solo expulsan los vapores a la ilaci atmosfera como hervir agua, y cuando destilas recuperas el vapor mediante medios físicos dejando los elementos pesados en el recipiente original y el recuperado al condensarse (de vuelta a su estado líquido) contiene elementos más ligeros.
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Que una materia se vuelve cristales mientras en la
evaporación se vuelve gas continua: La destilación se aplica sobre soluciones (sistemas homogéneos) donde podes tener sólidos disueltos en el seno de un líquido, o dos o más líquidos miscibles de distinto punto de ebullición. Y en cuanto a la extracción solido-liquido, se aplica a sistemas heterogéneos, o sea, sistemas q poseen propiedades diferentes en al menos 2 puntos del mismo.
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5.4.- Investi ue y describa los dif erentes tipos de destilación: U
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Destilación simple: En la destilación simple los vapores producidos son
inmediatamente canalizados hacia un condensador, el cual los refresca y condensa de modo que el destilado no resulta puro. Su composición será idéntica a la composición de los vapores a la presión y temperatura dados y pueden ser computados por la ley de aoult. y
Destilación f raccionada: Es una variante de la destilación simple que se
emplea principalmente cuando es necesario separar líquidos con punto de ebullición cercanos. La principal diferencia que tiene con la destilación simple es el uso de una columna de fraccionamiento . Ésta permite un mayor contacto entre los vapores que ascienden con el líquido condensado que desciende, por la utilización de diferentes "platos". E sto facilita el intercambio de calor entre los vapores (que ceden) y los líquidos (que reciben). Ese intercambio produce un intercambio de masa, donde los líquidos con menor punto de ebullición se convierten en vapor, y los vapores con mayor punto de ebull ición pasan al estado líquido . y
Destilación al vacio: es la operación complementaria de destilación
del crudo procesado en la unidad de destilación atmosférica, que no se vaporiza y sale por la parte inferior de la columna de destilación atmosférica. El vaporizado de todo el crudo a la p resión atmosférica necesitaría elevar la temperatura por encima del umbral de descomposición química y eso, en esta fase del refino de petróleo, es inde seable.
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y
Destilación azeotrópica: Es una de las técnicas usadas para romper
un azeótropo en la destilación. Una de las destilaciones más comunes con un azeótropo es la de la mezcla etanol-agua. Usando técnicas normales de destilación, el etanol solo puede purificarse a aproximadamente el 5%. Una vez se encuentra en una concentración de 5/5% etanol/agua, los coeficientes de actividad del agua y del etanol son iguales, entonces la concentración del vapor de la mezcla también es de 5/5% etanol -agua, por lo tanto destilar de nuevo no es efectivo. Algunos usos requieren concentraciones de alcohol mayores, por ejemplo cuando se usa como aditivo para la gasolina. Por lo tanto el azeótropo 5/5% debe romperse para lograr una mayor concentración y
Destilación por arrastre de vapor: En la destilación por arrastre de vapor de
agua se lleva a cabo la vaporización selectiva del componente volátil de una mezcla formada por éste y otros "no volátiles". Lo anterior se logra por medio de la inyección de vapor de agua directamente en el interior de la mezcla, denominándose este "vapor de arr astre", pero en realidad su función no es la de "arrastrar" el componente volátil, sino condensarse en el matraz formando otra fase inmiscible que cederá su calor latente a la mezcla a destilar para lograr su evaporación. En este caso se tendrán la presencia de dos fases insolubles a lo largo de la destilación (orgánica y acuosa), por lo tanto, cada líquido se comportará como si el otro no estuviera presente. Es decir, cada uno de ellos ejercerá su propia presión de vapor y corresponderá a la de un líquido puro a una temperatura de referencia. La condición más importante para que este tipo de destilación pueda ser aplicado es que tanto el componente volátil como la impureza sean insolubles en agua ya que el producto destilado volátil formará dos capas al condensarse, lo cual permitirá la separación del producto y del agua fácilmente.
6.-BIB IOGR AFI A: V
y
http://www.monografias.com/trabajos 10/mese/mese.shtml
y
http://es.wikipedia.org/wiki/Proceso_de_separaci%C 3%B3n
y
http://www.alambiques.com/tecnicas_destilacion.htm
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