Métodos de separación de sistemas materiales sencillos

Transcripción

1 Métodos de separación de sistemas materiales sencillos

2 SISTEMAS MATERIALES Mezclas Separación física Sustancias Puras no Son uniformes? si si Pueden descomponerse por reacciones químicas? no Mezclas heterogéneas Mezclas homogéneas (soluciones) Compuestos Elementos madera sopa de verduras jugo de naranja acero inoxidable tintura de yodo aire agua sal de mesa amoníaco oxígeno carbono hidrógeno Clasificación de la materia

3 Mezclas heterogéneas Métodos de separación de fases: Filtración Decantación Centrifugación Coagulación Tamización Imantación Adsorción física Sublimación Levigación Flotación Disolución Compuestos Mezclas homogéneas (soluciones) Métodos de fraccionamiento de fases: Destilación Cromatografía Cristalización Extracción Reacciones químicas Elementos

4 Filtración: fase sólida dispersa en un medio líquido. Como material filtrante suele emplearse papel de filtro, arena, carbón, algodón. Jugo de naranjas: jugo + pulpa

5 Equipo de filtración papel de filtro pie universal varilla embudo erlenmeyer Equipo de filtración para conectar a vacío kitasato

6 Decantación: para separar dos compuestos de distinta densidad. Líquidos inmiscibles (no solubles entre sí), se realiza en ampollas o embudos de decantación. Por ejemplo para separar una mezcla de agua y aceite. Manipulación de una ampolla de decantación embudo de decantación Aceite, Agua, agua

7 Decantación: para separar sólidos de líquidos, las partículas cuya densidad es mayor que el agua sedimentan en el fondo del decantador por acción de la gravedad. Por ejemplo para separar una mezcla de agua y arena. Tiempo

8 Centrifugación: para separar líquidos inmiscibles; sólidos y líquidos. La fuerza centrífuga que actúa sobre las fases, permite la separación en base a los coeficientes de sedimentación de cada componente.

9 d2 ( P - L ) V = x g 18 n Donde: V = velocidad de sedimentación d = diámetro de la partícula P = densidad de la partícula L = densidad del líquido n = viscosidad del medio g = fuerza gravitacional

10 Coagulación/floculación: proceso para acelerar la sedimentación de los sólidos dispersos en un solvente. Los coagulantes atraen a las partículas pequeñas que se encuentran en suspensión (coloides), se aglutinan en pequeñas masas y con ayuda de los floculantes forman aglomerados, cuyo peso específico difiere notablemente al del agua y precipitan en conjunto al fondo del recipiente. Es más común en plantas de tratamiento de aguas que en los laboratorios donde se prefiere la centrifugación. Los coagulantes más comunes son sales trivalentes de hierro o aluminio, los floculantes son polímeros.

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12 Flotación: En la flotación interviene la diferencia entre la densidad de los sólidos y la del líquido en que se encuentran en suspensión. Sin embargo, contrariamente a lo que ocurre en la decantación, este proceso de separación sólido líquido únicamente se aplica a partículas que tienen una densidad real (flotación natural) o aparente (flotación provocada) inferior a la del liquido que la contiene. Levigación: dos fases sólidas de distinta densidad. Por ejemplo para separar el oro de arenas auríferas se hace pasar sobre el sistema una corriente de agua, que arrastra la arena (el componente de menor densidad).

13 Tamización: fases sólidas cuyas partículas son de diferente tamaño. Por ejemplo: para separar la arena del canto rodado. para análisis granulométrico, analizar el tamaño de las partículas presentes en una muestra de suelo. grava arena arcilla malla o tamiz Disminuye el tamaño del poro

14 Imantación: para separar sólidos que tengan propiedades magnéticas, pueden ser separados por un imán. Por ejemplo una mezcla de hierro y sal; hierro y arena. imán hierro sal

15 Adsorción física: se utiliza un sólido para adsorber sustancias disueltas en solventes. Por ejemplo en el tratamiento de aguas para eliminar olores, colores y sabores indeseables se utiliza carbón activado. Fuente:

16 Sublimación: Permite separar aquellas fases capaces de sublimar. Un sólido se calienta y se convierte en vapor sin pasar por el estado líquido, en contacto con una superficie fría vuelve a solidificar, se deposita. Diagrama de fases Sublimación de I2 P ambiente T3

17 Por ejemplo un sistema formado por I2 y NaCl. El I2 sublima al ser calentado, el vapor entra en contacto con una superficie fría y se deposita en forma de cristal. 2- Salida de agua 1-Entrada de agua 3-Conexión a vacío 4- Cámara de sublimación 5- Deposición de I2 sólido 6- NaCl Cristales de I2

18 Disolución: una de las fases es soluble en un determinado solvente, mientras que la otra no lo es. Por ejemplo un sistema formado por arena y CuSO4 1- disolución de la sal 2- se filtra 3- el CuSO4 se recupera por evaporación del disolvente 4- cristalización. 2 arena 3 4 cristales de CuSO4 Solución de CuSO4 enfriamiento concentración filtración cristalización