OPERACIONES PRELIMINARES FARMACÉUTICAS PROCESOS DE SEPARACIÓN DE MEZCLA

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1 OPERACIONES PRELIMINARES FARMACÉUTICAS PROCESOS DE SEPARACIÓN DE MEZCLA INTRODUCCIÓN El proceso de separación se puede definir como aquellas operaciones que transforman una mezcla de sustancias en dos o más productos que difieren en composición. Los métodos de separación de mezcla son los procesos físicos, que pueden separar los componentes que conforman una mezcla. La separación consiste en que una mezcla se somete a un tratamiento que la separa en 2 o más sustancias diferentes. En esta operación las sustancias se encuentran en forma de mezclas y compuestos en la naturaleza y es necesario purificar y separar para estudiar sus propiedades. Los métodos de separación están basados en las diferentes propiedades físicas (como la densidad, la temperatura de ebullición, la solubilidad, el estado de agregación, etc.) de las sustancias que componen la mezcla. A continuación, veremos algunos de los métodos más utilizados: Métodos de separación en mezclas heterogéneas MÉTODOS DE SEPARACIÓN EN MEZCLAS HETEROGÉNEAS Filtración Decantación Separación magnética sedimentación MÉTODOS DE SEPARACIÓN EN MEZCLAS HOMOGÉNEAS Destilación Cristalización Cromatografía EL OBJETIVO DEL PROCESO ES APRENDER A DISTINGUIR LOS DIFERENTES MÉTODOS DE SEPARACIÓN DE MEZCLAS QUE EXISTAN Y PONERLAS EN PRACTICA OBJETIVOS ESPECÍFICO: El objetivo del proceso de separación es purificar la solución. Aprender a conocer y diferenciar lo que son las mezclas. Deducir las características de los componentes de una separación de mezclas para poder separarse por filtración, decantación y evaporación a partir de estos métodos de separación. FUNDAMENTO El término de separación se puede considerar como operación encaminada a dividir una mezcla de 2 o más compuestos en al menos 2 partes de distintas composición. Hay 2 clases de mezcla, homogénea y heterogenias cuyos componentes pueden ser: solidos, líquidos o gaseosos.

2 Mezcla homogénea: Una mezcla homogénea es aquella donde ninguna sustancia pierde sus propiedades originales y se pueden separar por medios físicos. A simple vista, no se pueden ver sus componentes. Se conocen como disoluciones y están constituidos por un soluto y un solvente, siendo el primero el que se encuentra en menor proporción. Por ejemplo, el agua mezclada con sales minerales o con azúcar. Mezcla heterogénea: Una mezcla heterogénea es aquella que posee una composición no uniforme y está formada por dos o más sustancias, físicamente distintas, distribuidas en forma desigual. Las partes de una mezcla heterogénea pueden separarse mecánicamente. Por ejemplo, las ensaladas, o la sal mezclada con arena. Métodos de separación de mezclas Se clasifica en: Métodos físicos Métodos químicos Métodos mecánicos Métodos físicos Estos métodos son aquellos en los cuales la mano del hombre no interviene para que estos se produzcan, un caso común es el de sedimentación, si tu depositas una piedra en un líquido el sólido rápidamente se sumergiría por el efecto de la gravedad. Métodos mecánicos Decantación: Consiste en separar materiales de distinta densidad. Se fundamenta que el material más denso, al tener mayor masa por unidad de volumen, permanecerá en la parte inferior del envase. Destilación para separar ambos líquidos, los echamos en un embudo de decantación y lo dejamos reposar el tiempo suficiente para que el líquido menos denso flote sobre la superficie del otro líquido. Cuando se han separado los dos líquidos, abrimos la llave del embudo y el líquido más denso se recoge en un vaso de precipitados o en un matraz, como se muestra en la figura. El líquido menos denso lo sacamos por la parte superior del embudo después de volver a cerrar el grifo. Filtración: Esta técnica está basada en le diferente tamaño de las partículas de las sustancias que componen la mezcla.

3 Es el más sencillo de todos los métodos de separación. Para separar un sólido de un líquido. Para ello, se hace pasar la mezcla por un material poroso, como papel, telas, etc., que retiene las partículas de la mezcla cuyo tamaño sea mayor que el tamaño del poro. En el laboratorio se suele emplear un papel de filtro colocado en un embudo. Evaporación: consiste en calentar la mezcla hasta el punto de ebullición de uno de los componentes. Este método se utiliza para separar un sólido disuelto en un líquido, hasta que el líquido hierve y pasa del estado del estado líquido a estado gaseoso, quedando el sólido como polvo seco. Destilación: este procedimiento se fundamenta en la diferencia en el punto de ebullición de los componentes de una mezcla y posteriormente enfriamiento, hasta la condensación, de los vapores. Este me todo sirve para separar líquidos miscibles. Para realizar la destilación, se calienta la mezcla en un matraz. Los vapores formados corresponden a la sustancia con menor temperatura de ebullición, ya que se vaporiza primero. Estos vapores pasan por el refrigerante, que es un trato de tubo sumergido en una corriente de agua fría, y se condensa, lo que nos permite reconocerlos en un matraz. Extracción: este método considera la capacidad de las sustancias de disolverse o no en distintos líquidos. Por ejemplo, cuando preparas una taza de té, a la bolsita se le extraen las sustancias aromáticas que dan el sabor, el color y el olor característico del té, y solo queda en ella el resto mezcla. Las sustancias aromáticas son solubles en agua; el resto de la mezcla que queda dentro de la bolsita no lo es. Sublimación: Es el paso de una sustancia del estado sólido al gaseoso sin fundirse. Es una mezcla, la presencia de una sustancia que sublima permite su separación por este método. Esta aplicación se observa por ejemplo en las bolas de naftalina que se acostumbra colocar en los roperos para proteger la ropa y madera de las polillas las cuales, por sublimación desprenden el agente protector. Centrifugación: es un método utilizado para separar un sólido insoluble (finamente dividido y de difícil sedimentación) de un líquido. Se realiza cuando la sedimentación es lenta, acelerando el proceso por medio de rotación. Para esto se coloca la mezcla en un tubo de ensayo que se coloca en una centrifuga y se hace girar a gran velocidad; con ello, la sustancias más densa queda en el fondo y la de menor densidad en la superficie. Este proceso es de gran utilidad en los análisis de leche (para separar sus componentes) y sangre (para separar plasma).

4 Cristalización La cristalización es una operación de trasferencia de materia en la que se produce la formación de un sólido (cristal o precipitado) a partir de una fase homogénea (soluto en disolución o en un fundido). Podemos separar un sólido disuelto en un líquido. Para ello, calentamos la disolución para eliminar parte del agua y la dejamos en reposo en un recipiente de vidrio de gran superficie, denominado cristalizador; pasado un tiempo, el líquido se habrá enfriado y el sólido, al disminuir su solubilidad, formara cristales en el fondo. Cromatografía Técnica que se usa para permitir separar aquellos componentes de una mezcla, para ello se hace pasar a través de un absorbente (que se adhiere a una superficie). Una forma de realizarla consiste en introducir un extremo de un papel de filtro en el vaso que contiene la disolución. El disolvente, al mojar el papel filtro y ascender por él, arrastra a los componentes de la disolución que, al moverse a distintas velocidades, dejaran franjas de distinto color en el papel filtro. Nombremos algunos ejemplos que se puede usar para este método, los productos que se usan como medio de absorción puede ser, arena, papel, tiza, filtro, etc. Tamizado El tamizado es un método de separación de los más sencillos, consiste en hacer pasar una mezcla de cualquier tipo de sólidos, de distinto tamaño, a través de tamiz. Los granos más pequeños atraviesan el tamiz y los más grandes son retenidos, de esta forma podrás separar dos o más sólidos, dependiendo tanto de dichos solidos como el tamizador que utilizamos. Método de separación magnética Esta técnica está basada en las propiedades magnéticas de algunas sustancias. Consiste en aplicar un campo magnético (un imán). Para usar este método es necesario que uno de los componentes sea atraído y el resto no. se utiliza habitualmente este método de separación en las plantas de tratamiento de residuos para separar los metales de las basuras. Métodos químicas Los métodos químicos de separación de separación son procesos en los que los compuestos químicos se separan en elementos más sencillas. Estos métodos químicos se caracterizan por la necesidad de efectuar una reacción química previa a la separación.

5 Hay muchos métodos químicos de separación pero los más importantes y conocidos son por: electrolisis y gravimetrías. Electrolisis La electrolisis es la producción de una reacción redox no espontanea, mediante el paso de una corriente eléctrica. Es por lo tanto el proceso inverso al que ocurre en una pila eléctrica y se lleva a cabo en un contenedor llamado cuba electrolítica. Un ejemplo sencillo es el de la electrolisis del agua, en la que el paso de corriente descompone este líquido en sus elementos constituyentes, hidrogeno y oxígeno. Es uno de los principales métodos químicos de separación. La principal ventaja del método electrolítico es que no es necesario aumentar la temperatura para que la reacción tenga lugar, evitándose pérdidas energéticas y reacciones secundarias. Industrialmente es uno de los procesos más empleados en diferentes áreas, como la obtención de elementos a partir de compuestos (cloro, hidrogeno, oxigeno), la purificación de metales (el mineral metálico se disuelve en acido, obteniéndose por electrolisis el metal puro) o la realización de recubrimientos metálicos protectores y/o embellecedores (niquelado, cromado, etc.). Gravimetrías Por gravimetría se entiende la separación de un componente de una disolución liquida mediante su precipitación a través de una reacción química. La sustancia que se desea obtener reacciona con otra sustancia química, de forma que el resultado de la reacción es un producto solido que precipita por gravedad en el fondo de la disolución y puede ser separado de ella por métodos físicos. EJEMPLO: en separación de la plata de una disolución de nitrato de plata, se somete esta sustancia a reacción con ácido clorhídrico, obteniéndose un precipitado blanco de cloruro de plata insoluble. Métodos de separación física: no destruyen las sustancias originales. Otros métodos son la descomposición térmica donde someter a un compuesto a una temperatura elevada hasta que se descompone en sus elementos o en otros compuestos más sencillos. A diferencia de los métodos químicos, en los métodos físicos no se destruyen las sustancias. En resumen, existen muchos y muy variados métodos de separación de mezclas pero hay que fijarse en si la mezcla es homogénea, heterogénea y revisar los componentes y sus propiedades de la mezcla que se quiere separar. Es interesante realizar una mezclar, pero es más importante tener claro cuáles de los componentes se mezclan para que la hora de separar usemos técnica más adecuada.