Te damos una clara explicación sobre los métodos más usados en la separación de mezclas, cada uno con una definición clara y algunos ejemplos donde se aplica actualmente.
¿Qué es un método de separación de mezclas?
Se llama método de separación de mezclas al procedimiento que permite separar dos o más sustancias de una mezcla, se logra gracias a las propiedades físicas que diferencia cada componente de la mezcla. Toda separación se realiza teniendo en cuenta sus propiedades físicas, entre las cuales puede ser el estado de agregación, su temperatura de ebullición, densidad, solubilidad, etc.
El objetivo de estas separaciones es conservar las propiedades de los componentes sin ser alterados químicamente, es decir, no existirá una reacción química durante el proceso que provoquen la aparición de nuevas sustancias. Por esto, se requiere que los métodos de separación sean físicos.
Se observa que estos métodos de separación funcionan tanto en mezcla homogénea, como heterogénea. Podemos agregar además que, según el método, toda separación física de mezclas tiene cierta efectividad y logra una alta concentración, pero no necesariamente una separación perfecta.
Este tipo de operaciones puede ser usado en la industria o en la vida diaria, aunque la industria puede desarrollar métodos más complejos pero que conservan la esencia de sus principios, mencionados líneas arriba.
Características
- Tiene por objetivo separar mezclas homogéneas de las heterogéneas.
- Las separaciones dependen de las sustancias que contengan.
- Se trata de un proceso físico, por lo tanto, no altera la integridad química de sus componentes.
- En una mezcla, los componentes no tienen enlaces químicos entre ellos.
- Es posible que las propiedades físicas de la mezcla sean diferentes a las propiedades de cada componente. Ejemplo, una mezcla de líquidos puede tener un punto de congelación diferente a la de cada componente solo.
Tipos de mezcla
Mezcla homogénea
Son mezclas donde no se puede distinguir sus fases a simple vista, por ejemplo, en mezcla de líquidos totalmente miscibles como agua y alcohol etílico
Mezcla heterogénea
En estas mezclas se puede diferenciar sus fases y por lo tanto no se mezclan totalmente. Se puede apreciar cierta irregularidad al hacer una inspección visual, también puede presentarse en modo de suspensión, las cuales solo se diferencian cuando la mezcla se mantiene en reposo. Por ejemplo, El agua y el aceite, o arena y agua.
Si quieres conocer ejemplos sobre los tipos de mezclas, puedes visitar nuestro articulo sobre sustancias y mezclas.
Métodos de separación de mezclas
Decantación
Se utiliza para separar líquidos que no están totalmente disueltos entre ellos, ya sea en líquidos como agua y algún aceite o también en sólidos con líquidos como algún polvo y agua.
Puede usarse en mezclas de líquidos poco solubles (también llamado no miscibles), como el caso de agua con gasolina u otros de naturaleza química similar.
La decantación se lleva a cabo mediante el uso de un embudo de decantación donde se introduce la mezcla para luego ser llevada al reposo. El componente más denso siempre ira al fondo del recipiente. El embudo posee una llave en el fondo que permite el desalojo del material recolectado. En el caso de un sólido con líquido, el sólido pasa al fondo, si es tierra y agua se podría recolectar un lodo con mucha más concentración de sólido.
Podemos usar este método como un paso previo para usar otros métodos que ayudan a obtener mejores concentraciones o sustancias casi puras en procedimientos posteriores.
Filtración
La filtración es el método para separar sólidos no disueltos de líquidos. La filtración requiere del uso de filtros, los cuales poseen orificios (porosidad) que solo permiten el paso de partículas más pequeñas y líquidos, el resto queda atrapado.
Un ejemplo, son los filtros de laboratorio, los cuales son parecidos a un papel, pero con una porosidad conocida las cuales permite que el agua pase a través de él, pero reteniendo sólidos que posean partículas más grandes que sus poros.
Filtración al vacío
Se basa en el mismo principio de la separación mediante la filtración, pero este requiere de una bomba al vacío, embudo y matraz. Mediante la bomba se retira el aire del matraz, así se genera un vacío, acelerando la filtración. Es muy útil cuando la filtración clásica es muy lenta.
Lixiviación selectiva
La lixiviación se lleva a cabo mediante el uso de ciertos disolventes orgánicos o aceites esenciales en mezclas sólidos con líquidos. Se logra de esta manera que un componente de la mezcla sea disuelto y otro no. Método muy común usado en la minería para extraer metales que se encuentran dentro de minerales.
Centrifugación
Consiste en la separación de los componentes mediante el uso de un movimiento acelerado de rotación, esto provoca que los componentes con mayor densidad sean enviados al fondo y finalmente separados. Es común en la separación de mezclas entre sólidos y líquidos. El instrumento para esto se llama centrífuga.
Un ejemplo conocido es cuando se separa el suero sanguíneo de una muestra de sangre, usando una centrifuga especial en centros hospitalarios.
Separación magnética
La separación magnética consiste en el uso del potencial magnético de cada componente de una mezcla para lograr su separación. Se entiende entonces que cada elemento de la mezcla tiene una respuesta diferente al ser cometido a un campo magnético, logrando de esta manera, mediante el uso de imanes o electroimanes, su separación.
Un ejemplo conocido es la separación de virutas de hierro de la arena al ser frotados con imanes. Otro ejemplo, se pueden tener dos metales como el aluminio y el hierro en una mezcla, solo uno tiene propiedades magnéticas, así que este método es ideal para su separación.
Tamizado
Similar al filtrado, pero acá se tratan mezclas de diferentes tamaños de partícula. Este método solo separa por tamaños, no necesariamente va a separar diferentes sustancias. El tamizado es usado como paso previo para el uso de otros métodos de separación.
Por ejemplo, tenemos una muestra de minerales molidos, el tamizado solo separa las partículas grandes de pequeñas, dependiendo del tamaño del tamiz.
Levigación
Se llama a así, al método por el cual se pulveriza una mezcla sólida, la que luego es sometida a un disolvente, luego la separación se llevaría a cabo por las diferencias de densidades. Muy utilizado en minería para extraer metales como el oro.
Destilación
La destilación se utiliza para separar dos líquidos totalmente solubles entre sí. El método de separación se basa en las temperaturas de ebullición de cada componente. El procedimiento requiere del uso de un destilador donde la mezcla es calentada hasta la temperatura de ebullición menor de los componentes, así un componente pasa a fase vapor mientras el otro se mantiene líquido. El vapor es atrapado en un ducto de refrigeración donde regresa a fase liquida. Finalmente es recolectada en otro recipiente.
Mientras más diferencia exista en las temperaturas de ebullición de los componentes de la mezcla, mejor será la separación.
En resumen, la destilación requiere de dos procesos combinados, una es la evaporación y otra la condensación. De esta manera se recolecta un componente especifico de una mezcla.
Para mezclas de tres o más componentes, se debe repetir el proceso variando las temperaturas de ebullición, si es que es factible hacerlo.
Por ejemplo, podemos destilar una mezcla de agua con alcohol etílico, si esta mezcla se eleva la temperatura por encima de 78°C, el alcohol se evapora antes que el agua. Pudiendo obtener un alcohol de alta pureza al final.
Cristalización o Evaporación
Consiste en la separación de sólidos disueltos en líquidos. Se logra evaporando el liquido de la mezcla hasta que en el fondo se depositen los cristales del sólido.
El tamaño de los cristales puede variar según la velocidad en que se desarrolle la evaporación. Esto se realiza para operaciones donde se desea conservar el solido o soluto, ya que se pierde liquido debido a la liberación del vapor.
Por ejemplo, se puede evaporar el agua de mar para obtener sales que se encuentran disueltas y quedarían depositadas una vez retirado el líquido evaporado.
El método funciona siempre que el soluto no tenga un cambio químico debido a la elevación de la temperatura. También es posible la evaporación a temperatura ambiente, pero el tiempo del proceso puede ser más lento, a menos que se empleen áreas más grandes. Un ejemplo claro son la utilizadas por las salineras que emplean grandes superficies para evaporar agua.
Flotación
Se realiza en mezclas solido líquido, donde se espera que el solido tenga una menor densidad de tal manera que pueda flotar en el líquido. Logrado esto, se realiza una separación desplazando el material flotado por algún medio mecánico o tamiz. Un ejemplo conocido se puede observar en la industria minera para obtener cierto tipo de metales dentro de sus procesos de extracción, otro ejemplo más cotidiano se observa en la limpieza de las piscinas.
Cromatografía
Utilizado para separar componentes de una mezcla que tengan diferente afinidad con un disolvente especifico. Las más sencilla se llama cromatografía en papel, donde se utiliza un papel de filtro.
Este papel se utiliza para depositar una pequeña muestra de la mezcla, y luego en la parte inferior del papel se deposita un disolvente, como el alcohol. Este pasara por el papel debido a la capilaridad, logrando arrastrar componentes de la mezcla. Los componentes que se elevan más por el papel, poseen mayor afinidad con el disolvente, y los que tengan menor altura, menor afinidad.
Es común utilizar este método para la separación de pigmentos.
Video: Tipos de separación de mezclas
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Referencias
- The Difference Between Heterogeneous and Homogeneous Mixtures. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. 2019. thoughtco.com
- Métodos de separación de fases. Wikipedia
