Make your own free website on Tripod.com

 

 

1. MÉTODOS DE SEPARACIÓN DE LOS COMPONENTES DE UNA MEZCLA

 

 

Las mezclas son operaciones contrarias a las combinaciones; una mezcla es la reunión de una o varias sustancias simples o compuestas en proporciones múltiples o variables y en las cuales todas sus propiedades permanecen constantes. Ejemplo Si se mezclan limaduras de hierro y flor de azufre en un mortero en proporciones diferentes, se obtiene un color grisáceo en el sistema.

Para separar esta mezcla basta aplicar un medio mecánico como un imán, el cual atrae las limaduras de hierro y deja intacto el azufre sin que hayan variado las propiedades de ninguna de las dos sustancias. Es claro entonces que en la mezcla no se efectúa ninguna reacción ni hay entrada ni salida de energía.

 

Para la separación de los componentes de una mezcla se pueden llevar a cabo procedimientos físicos ya sean mecánicos o térmicos.

Los métodos de tipo mecánicos para la separación de mezclas son numerosos y se aplican según las mezclas sean sólidas, líquidas o gaseosas.

 

                                                                                           

1.1 MEZCLAS DE SÓLIDOS

 

En este tipo de mezclas se utilizan los métodos de tamizado y levigación.

 

1.1.1 Tamizado: Se utiliza cuando la mezcla está formada por partículas      de diferente tamaño. En este método se utiliza el tamiz que consta de un cedazo, el recipiente y tapa. Los tamices se clasifican de acuerdo con el número de mallas que tienen por centímetro cuadrado y por el diámetro de los orificios de la malla. Este método es muy utilizado en el estudio de los suelos, así como en la industria de las harinas.

1.1.2    Levigación: Consiste en pulverizar una mezcla sólida y tratarla con disolventes apropiados, basándose en su diferencia de densidad. Por ejemplo en la separación de un mineral de la ganga. Se coloca la mezcla en un recipiente, al cual se le aplica una corriente de agua. Si se tiene oro por ejemplo, como este es más denso que la ganga, este queda en el fondo y esta cuya densidad es menor, la arrastra el agua.

 

 

 

1.2 MEZCLAS DE SÓLIDO CON LÍQUIDO

 

 

Se utilizan la decantación, la filtración y la centrifugación en este tipo de mezclas.

 

1.2.1    Decantación: Se coloca la mezcla del sólido y del líquido en un recipiente y se deja en reposo por algún tiempo. Por diferencia de densidades se realiza la separación. Si el sólido es más denso que el líquido, se depositará en el fondo del recipiente. Entonces se inclina suavemente el vaso y se hace deslizar el líquido a lo largo de una varilla sin permitir que salga el sedimento. También se puede aplicar esta técnica a los líquidos no miscibles.

Para este tipo de mezclas, sólido-líquido, además, se puede aplicar el método del sifón, que consiste en un tubo doblado en U, una de cuyas ramas es más larga que la otra. La rama más corta se introduce en el líquido de la mezcla ya decantada, y se aspira por la rama más larga, para hacer el vacío parcial en el interior del tubo con lo cual la presión atmosférica empuja el líquido separándolo del sedimento.

1.2.2 Filtración: Se aplica para separar un sólido de un líquido, o un líquido turbio, a través de ciertos medios porosos, reteniéndose el sólido o la suspensión en la superficie filtrante; el líquido pasa a través de los poros. Los filtros se pueden construir a partir de tejidos de tela, amianto, papel filtro, carbón de madera o polvo. Hay otra clase de filtro como el filtro de prensa, muy utilizado en la industria y los filtros al vacío para líquidos muy turbios; estos últimos se utilizan con mayor frecuencia en los laboratorios.

1.2.3    Centrifugación: Con el objeto de ayudar a que la decantación sea  más rápida, se somete la mezcla a la acción de la fuerza centrífuga; se coloca la mezcla en un recipiente adecuado y se hace girar a gran velocidad, esto deposita el sólido en el fondo, y quedan en el sobrenadante las sustancias más livianas. Este método es muy utilizado en las industrias de productos lácteos y en la industria azucarera.

 

 

 

 

 

 

1.3 MEZCLAS DE LÍQUIDOS CON LÍQUIDOS

 

Hay dos casos: cuando se trata de líquidos miscibles como el agua y el etanol y de líquidos no miscibles como el agua y el éter.

 

Para líquidos no miscibles: Se utilizan la decantación, el sifón, ya explicados, la pipeta y el embudo de decantación.

 

1.3.1    La pipeta: Es un tubo más ancho en su parte media y terminado en un pequeño orificio. Al introducir la pipeta dentro del líquido y aspirar, este sube a su interior. Las pipetas están provistas de una graduación que varía según su tamaño y su mayor aplicación se da en los laboratorios; también las hay sin graduar.

1.3.2    Embudo de decantación: Se compone simplemente de un embudo cuya rama terminal está provista de una llave de paso. Al introducir la mezcla en el embudo por algún tiempo, esta se separa por la diferencia de densidad en sus componentes, entonces basta con abrir la llave y cerrarla a tiempo hasta cuando haya acabado de pasar el líquido más denso a otro recipiente, mientras que el menos denso que da en el interior del embudo.

 

Para líquidos miscibles: Para separar líquidos miscibles que constituyen un sistema homogéneo y transparente, es necesario aplicar un método térmico que se basa en la adición de ciertas cantidades de calor para que se pueda llevar a cabo la extracción de la mezcla. Uno de estos métodos es la destilación.

La destilación consiste en hacer pasar una sustancia al estado de vapor por medio de calor y luego por refrigeración condensarla nuevamente. La destilación es de dos clases: simple y fraccionada.

 

1.3.3    Destilación simple: Es un método adecuado para separar una sustancia sólida disuelta en un líquido o disolvente. Al calentar la disolución, el líquido se vaporiza, enfriándose en el recipiente que se encuentra en agua fría, mientras que el sólido queda dentro del balón, al cual se le ha aplicado calor.

     1.3.4 Destilación fraccionada: Se utiliza en la separación de líquidos miscibles cuyos puntos de ebullición son diferentes, así de acuerdo con la diferencia de temperatura del punto de ebullición de cada líquido es posible separarlos, saliendo primero los del punto de ebullición más bajo y luego los del punto de ebullición más alto. Para la separación se utiliza un balón de fondo redondo, con tubo de desprendimiento lateral, conectado a un tubo refrigerante por el cual circula el agua fría; el balón esta provisto de un termómetro; de acuerdo con la temperatura observada en el termómetro, se controla la separación de líquidos miscibles. El calentamiento generalmente se regula con perlas de vidrio, o sustancias porosas.

 

 

 

1.4 MEZCLAS DE GAS EN GAS

 

En la separación de los gases normalmente se utiliza el método de la licuefacción y luego la destilación fraccionada usando para tal efecto mezclas refrigerantes, como aire líquido u otros, produciéndose así temperaturas muy bajas y aplicando a su vez presiones altas. Así se separan, por ejemplo, el oxigeno del aire.

 

 

 

1.5 DISOLUCIONES

 

Este procedimiento se emplea cuando uno de los componentes de la mezcla es soluble en un disolvente; o sea que la disolución es el paso del estado sólido al estado líquido por medio de un disolvente. Es frecuente en este método aplicar calor para ayudar a acelerar la disolución. Las disoluciones pueden ser de cuatro tipos: Decocción, maceración, extracción, lixiviación.

La maceración en sumergir un cuerpo en un líquido para extraer de el las partes solubles. También podemos definir lixiviación que consiste en disolver en el agua una sustancia alcalina.

 

 

1.6 CRISTALIZACIÓN

 

Este método se utiliza en la purificación de sólidos, para ello se disuelve la sustancia impura en un recipiente apropiado el cual se encuentra en ebullición (agua, benceno, etanol, etc.); una vez disuelta la sustancia, se deja enfriar la solución paulatinamente, de tal manera que cuando la temperatura desciende, lógicamente disminuye la solubilidad del soluto y se produce su cristalización.

Posteriormente se procede a filtrar los cristales, se lavan con disolvente puro y finalmente se ponen a secar. En esta forma las impurezas quedan retenidas en las aguas madres.

Si algunas de las impurezas han cristalizado con la sustancia que se está purificando, es conveniente realizar una recristalización hasta obtener una sustancia totalmente pura.

 

 

 

 

1.7 CROMATOGRAFÍA

 

Es una técnica de separación, de la cual se conocen varias formas: la cromatografía de capa delgada, de columna, de papel, de gases y últimamente se utiliza una cromatografía conocida como HPLC (Cromatografía líquida de alta resolución).

 

1.7.1    Cromatografía de columna: Esta técnica tan versátil la planteó el botánico ruso Tswett. Este método es muy sencillo y se puede aplicar con resultados óptimos, cuando se trabaja a pequeña escala. Se fundamenta en el hecho de que algunas sustancias, químicamente inertes y en forma de polvos finos, presenta una gran superficie específica, caracterizándose por tener la propiedad de fijar o adsorber (fijar en su superficie) una gran cantidad de compuestos, variando el grado de fijación de un compuesto a otro. En esta forma se logran separar sustancias mezcladas.

Una cromatografía de columna consiste en un tubo de vidrio dentro del cual se coloca la sustancia absorbente (alúmina, sílice, carbón vegetal, etc.) y por el extremo superior se adiciona la mezcla de las sustancias que se desea separar; a continuación se le añade un disolvente apropiado con el objeto de disolver las sustancias en cuestión. Supongamos una mezcla de las sustancias A Y B. Cuando se añade el disolvente, esté las arrastra a lo largo de la columna, y como las sustancias son retenidas en forma diferente, si la sustancia A se adsorbe más débilmente que la B, será arrastrada por el solvente o eluido (mezcla de solvente y sustancia) con mayor facilidad, mientras que la sustancia B se fijará en la fase absorbente. Posteriormente se hace eluir y pasar la sustancia B a través de la columna, una vez haya acabado de salir el disolvente que contiene a la sustancia A. Finalmente, por evaporación del solvente se puede obtener las sustancias en un estado de pureza óptimo.

Esta técnica también se puede aplicar en compuestos, los cuales originan bandas que se pueden diferenciar con facilidad, pudiéndose por un medio mecánico contar las diferentes bandas por separado, extrayendo el compuesto correspondiente a cada banda con un disolvente apropiado.

1.7.2    Cromatografía de capa delgada: En esta técnica se utiliza una sustancia absorbente, la cual se halla extendida en forma regular sobre una placa de vidrio, formando una película delgada. Con la ayuda de un algodón que se empapa con la mezcla que se va a separar, se coloca en un extremo de la placa, cuidándose de situar dicho extremo hacia abajo en contacto con el disolvente, pero sin permitir que el algodón alcance a tocar el disolvente. Este va ascendiendo por la parte seca de la placa en forma lenta, mientras que el absorbente actúa como un secante. Cuando el disolvente ha subido hasta cubrir casi la totalidad del adsorbente se retira la placa, se pone a secar y finalmente se trata con un reactivo químico apropiado con el fin de poder revelar las manchas y así poder observarlas. La placa ya revelada se llama cromatograma y muestra las manchas separadas que indican el número de componentes de la mezcla. Cada componente corresponde a una mancha. Luego para identificar los componentes se toma la distancia desde el origen de la placa a la mancha y se divide por la distancia del origen al frente del disolvente; este cociente se toma como base para la identificación de los componentes por separado, comparando los valores encontrados con el cociente de muestras patrones determinados en condiciones similares.

1.7.3    Cromatografía de papel: Este tipo de cromatografía se utiliza mucho en bioquímica; es un proceso parecido al de la cromatografía de capa delgada, con la diferencia que el absorbente lo constituye el papel filtro y el disolvente se hace correr en la misma forma que par el proceso anterior. Una vez corrido el disolvente se retira el papel y se deja secar. A continuación se le da un giro al papel de 90° y con otro disolvente se eluye y se hace correr nuevamente. En esta forma se realiza una separación adicional de los componentes a lo largo de una dirección con un ángulo recto en relación con la primera extracción.

1.7.4    Cromatografía de gases: Esta cromatografía de separación es de gran efectividad para aplicarla gases y líquidos volátiles, o sólidos en estado gaseoso se denomina cromatografía de partición de gas-líquido o simplemente cromatografía de gases. Cuando se trabaja a pequeña escala resulta ser un método óptimo para la separación, pudiendo sustituir a la destilación fraccionada con grandes ventajas. Su proceso es parecido al de la cromatografía de columna por utilizar también una columna que consiste en un tubo relleno y provisto de una cabina externa para controlar la temperatura. Lleva también una conexión para gases inertes (helio, nitrógeno, argón, o dióxido de carbono), otra entrada para muestra y una cámara de detección. El tubo esta relleno por algún polvo poroso o inerte (como ladrillo refractario molido), impregnado con un aceite (generalmente silicona). Para llevar a cabo el proceso, se inyecta una pequeña parte del gas inerte, el cual corre hasta la columna que es capaz de ir reteniendo en grados diferentes, a cada uno de los componentes de la mezcla, los cuales se separan en bandas de vapor al paso por la columna. Así, a medida de que cada banda pasa por la cámara de detección, el registrador automático las graba y elabora el cromatograma.

Esta separación es posible debido a la diferencias en la absorción o en el reparto sobre el material de la columna.

En general los análisis de los líquidos y sólidos volátiles se cromatografía en columnas de reparto (cromatografía gas-líquido), mientras que para los gases se realiza con columnas de adsorción (cromatografía gas-sólido).

 

 

1.7.5 Cromatografía líquida de alta resolución (HPCL)

 

Esta cromatografía de separación es la más novedoso en cromatografía. Las ventajas de esta cromatografía con respecto a la cromatografía de capa delgada son:

 

·        La no-exposición de las sustancias separadas al ambiente del laboratorio antes de su cuantificación.

·        Reproducibilidad de las condiciones de trabajo.

·        Bajos coeficientes de variación en la cuantificación y en los tiempos de retención.

·        Rapidez en el análisis una vez estandarizado. Aproximadamente 1.5 horas a diferencia de tres o más requeridas en la cromatografía de capa delgada.

·        Alto grado de selectividad, especialmente en la clasificación de las aflatoxinas B1 y G1 cuando se emplea el detector de fluorescencia.

 

 

 

 

pagina anterior