LAB-2: MÉTODOS FÍSICOS DE SEPARACIÓN

UNIVERSIDAD DE PANAMÁ

FACULTAD DE CIENCIAS AGROPECUARIAS

QUÍMICA GENERAL (QM 104)

LABORATORIO Nº 2

MÉTODOS FÍSICOS DE SEPARACIÓN

1.    INTRODUCCIÓN

La materia se caracteriza por su homogeneidad o heterogeneidad en su composición.  Cuando la composición es heterogénea, es decir, se observa más de una fase, entonces se le denomina mezcla.  En este laboratorio separaremos las mezclas a través de algunas técnicas comunes como lo son: filtración, evaporación, cristalización y magnetización.

2.    OBJETIVOS

General:

¨              Conocer las diferentes técnicas físicas de separación

Específicos:

¨              Aplicar en una mezcla los conocimientos de separación aprendidos

¨              Calcular los porcentajes de rendimiento

3.    CONCEPTOS PREVIOS

·         Homogéneo

·         Heterogéneo

·         Fase

4.    MARCO TEÓRICO

Una mezcla resulta cuando una o dos sustancias se unen sin reaccionar químicamente por lo que conservan sus propiedades originales.  Se caracterizan porque cada una de las sustancias que componen la mezcla retienen su integridad química; además, de recuperarse por medios físicos.

Algunas de las técnicas de separación que se utilizan con mayor frecuencia son:

Decantación: Es el proceso de separación de un líquido de un sólido, en donde el sólido es insoluble en el líquido.  El sólido deberá tener mayor densidad que el líquido, de esta forma el sólido sedimentará.

Filtración: Técnica de separación de un líquido de un sólido el cual se encuentra en forma insoluble, pero disperso por todo el líquido.  La filtración puede realizarse por gravedad o al vacío.

Extracción: A través de esta técnica se separa una sustancia del material sólido o líquido que lo contiene.  Se utiliza un solvente que sea inmiscible con el material que contiene la sustancia.  Las sustancias deben ser solubles en el solvente utilizado.  Los solventes más utilizados son: agua, éter, tetracloruro de carbono, éter de petróleo, etc.

Sublimación: Proceso mediante el cual un sólido pasa directamente al estado gaseoso, sin pasar por el estado líquido.  Dentro de algunas de las sustancias que se subliman tenemos:  yodo, naftaleno, cloruro de amonio y dióxido de carbono.

Evaporación: Cuando un líquido y un sólido forman una mezcla homogénea se utiliza esta técnica para separarla, en la cual el líquido se evapora y el sólido queda completamente libre en el envase de evaporación.

Cristalización: Es uno de los mejores métodos para purificar sustancias y compuestos que son sólidos a temperatura ambiente.  Estos compuestos deben formar a temperatura elevada y en un disolvente adecuado, una disolución saturada de él, de la cual al enfriarse se separa del disolvente en forma cristalina.

Destilación: Esta técnica se utiliza para separar los componentes de una mezcla líquida.  La separación se basa en la diferencia de volatilidades de los componentes de la mezcla.

Magnetismo: Técnica que se utiliza para separar metales magnéticos que se encuentran presentes en una mezcla sólida.

Al realizar una separación de una mezcla es necesario conocer el porcentaje de rendimiento y recuperación, el cual se realiza a través de la siguiente expresión:

% rendimiento A =  g _{A recuperados}  x  100  / g _mezcla  ;

% recuperación A =   g _{A finales}  x  100 / g _{A iniciales}

5.    PROCEDIMIENTO

A.       Cristalización

Pese una pastilla de aspirina y colóquela en un vaso químico de 100 mL.  Agregue 20 mL de agua  caliente y agite fuertemente

Caliente hasta que toda la aspirina se disuelva, enfríe y observe la formación de los cristales, séquelos sobre un baño María y péselos.

B.      Preparación de la mezcla

En un vaso químico de 150 mL pese 2 g de NaCl y mezcle con 5 mL de agua hasta que se disuelva la sal. Si la sal no se disuelve adicione 2 mL

Pese 2 g de granadas de zinc y 2 g de limaduras de hierro.  Mezcle con la solución salina del paso anterior.

C.   Filtración y evaporación

Pese un papel filtro Watman N° 5 y una cápsula de evaporar.

Utilizando el papel filtro previamente pesado, filtre la solución en la cápsula de evaporar.

Guarde el contenido del papel filtro evitando alguna pérdida de materia.

Caliente el filtrado en la cápsula de evaporar hasta sequedad.

Espere enfriar a temperatura ambiente para pesar nuevamente.

D.   Magnetismo

Coloque sobre un vidrio reloj el papel filtro y sométalo a 105°C hasta sequedad.

Enfríe a temperatura ambiente y anote el peso.

Coloque el imán para que se adhieran al él todas las limaduras de hierro.

Anote el peso de la materia restante del papel filtro.

E.   Cálculos

• Calcule el porcentaje de rendimiento del NaCl, granadas de zinc y de las limaduras de hierro.

         % rendimiento de A = ( g _{A recuperado}  x  100 / g _{total de la mezcla} ) 

• Calcule el porcentaje de recuperación de cada compuesto utilizado. 

         % recuperación de A = ( g _{A final}  x  100 / g _{A inicial} )

REALIMENTACIÓN

1.  Proponga una situación donde tenga que utilizar como mínimo tres técnicas de separación.  Asígnele valores hipotéticos para que luego calcule los porcentajes de rendimiento y recuperación de cada compuesto utilizado. Parecido a la experiencia realizada.  

2. Elabore un cuadro sinóptico de las técnicas de separación que involucre: definición, características importantes y ejemplos.

3.   Qué diferencia existe entre filtración y decantación.