Práctico N°3: “Técnicas de separación de los componentes de una mezcla”

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Práctico N°3: “Técnicas de separación de los componentes de una mezcla”.

                                                              Nombres: Anjeline Huenuan Fuentes.

                                                                            Catalina Troncoso Muñoz.

Profesor: Francisco Cabrera Valenzuela.

                                                       Carrera: Ingeniería en alimentos.

                                   Sección: Grupo N°1.

                                                Fecha: 27 de mayo de 2019.

Introducción:

‘’Cualquier mezcla ya sea homogénea o heterogénea, se puede formar y volver a separar en sus componentes puros por medios físicos, sin cambiar la identidad de dichos componentes. (Chang, 2002) ’’. Separar los componentes de una mezcla permitirá el conocimiento de la mezcla en sí, existen los métodos físicos y químicos. Dependiendo de qué tipo de solución se tenga, se utilizarán los métodos ya mencionados. En este tercer práctico llevaremos a cabo la realización de los diferentes métodos de separación de soluciones químicas estudiadas anteriormente.

Objetivos:

1. Utilizar e implementar materiales de laboratorio.
2. Conocer técnicas de separación de los componentes de una mezcla.
3. Realizar procesos de separación.
4. Socializar con químicos de laboratorios.

Reactivos:

1. Pb(NO3)2 (ac).       Nitrato de plomo II.
2. KI(ac).                     Yoduro de potasio.
3. AgNO3 (ac).           Nitrato de plata.
4. K2CrO4 (ac).          Cromato de potasio.
5. CuSO4 (ac).           Sulfato de Cobre.
6. NaOH (ac).             Hidróxido de sodio.
7. KMnO4.                  Permanganato de sodio.
8. I.                             Yodo.
9. C6H14.                   Hexano.
10. CH3OH                   Metanol

Materiales:

1. Vaso precipitado.
2. Varilla de agitación.
3. Soporte universal         .
4. Papel filtro.
5. Propipeta.
6. Matraz.
7. Embudo.
8. Matraz kitasato.
9. Embudo buchner.
10. Tubo de centrifuga.
11. Embudo de decantación.
12. Piseta.
13. Trompa de vacío.
14. Mechero.
15. Fósforos.
16. Manto calefactor.
17. Columna de refrigeración.
18. Termómetro.
19. Centrifuga.
20. Capsula de porcelana.
21. Matraz de destilación.
22. Equipo Soxhlet

Desarrollo experimental:

Filtración simple:

1. Tomar un vaso precipitado y agregar 5ml de solución de Pb(NO3)2.
2. Agregar 5ml de solución de KI al mismo vaso precipitado.
3. Luego agite con la varilla de agitación la mezcla, y deje reposar por 2 minutos aproximadamente.
4. Fije el embudo al soporte universal y debajo de él ubique el matraz. Adose el papel filtro al embudo con ayuda de la piseta.
5. Vierta la mezcla con ayuda de la varilla de agitación al embudo.

Filtración al vacío:

1. Tome un vaso precipitado y agregue 5ml de solución de AgNO3. Notará que la solución es incolora.
2. En el mismo vaso precipitado agregue 5ml de solución de K2CrO4. La mezcla se tornará de un color marrón.
3. Agite la mezcla con la varilla de agitación y deje reposar la mezcla por aproximadamente 2 minutos.
4. Coloque el papel filtro en el embudo buchner, que está conectado al matraz kitasato, sin dejar los bordes levantados.
5. Vierta la mezcla al embudo con ayuda de una bagueta.
6. Conecte tubo de salida del kitasato a la trompa de agua y abra la llave del agua que pone en funcionamiento la trompa, esto generará el vacío.

Centrifugación:

1. Agregue 5 ml de solución de 0.1M de CuSO4 a un vaso precipitado.
2. Luego agregue 5ml de solución de 0.1M de NaOH al mismo vaso precipitado.
3. Agite con la bagueta la mezcla y deje reposar por 2 minutos.
4. Vierta la mezcla al tubo de centrifuga.
5. Coloque los tubos de centrifuga a la centrifugadora.

Destilación simple:

1. En el soporte universal coloque el manto calefactor, columna de refrigeración, matraz de destilación y el termómetro.
2. En el matraz de destilación agregue dos líquidos (KMnO4 y H2O).
3. Aplique temperatura al matraz, el líquido se transformará en vapor (H2O se evaporará ya que tiene punto de ebullición más bajo).
4. El vapor desprendido pasará a la columna de refrigeración condensándose.
5. En el matraz quedará el permanganato de potasio.

Extracción continúa:

1. En el soporte universal coloque el manto calefactor, sobre el manto el matraz de fondo redondo, el equipo soxhlet (que tiene maní dentro de él) y la columna de refrigeración.
2. La columna de refrigeración tendrá dos mangueras, una para la entrada de agua y otra para la salida. Abra la llave para que entre agua constantemente fría.
3. Encienda el calefactor para calentar el metanol que estará en el matraz hasta que se evapore. Este vapor subirá y se condensará. Irá cayendo sobre el maní.
4. Al final del proceso se podrá extraer aceites esenciales del maní.

Extracción discontinua:

1. Coloque el embudo de decantación en el soporte universal.
2. Usando la propipeta vierta 15 ml de solución de yodo acuoso al embudo de decantación.
3. Agregue 5 ml de hexano al embudo.
4. Agite la mezcla y deje reposar. Cada cierto tiempo destape el embudo para eliminar la presión acumulada.
5. Deje reposar hasta que se separen las dos capas. Luego abra la llave dejando caer el líquido más denso (el hexano más el agua) hasta la interfase y cierre la llave. En el embudo solo quedará el yodo.

 Sublimación:

1. Se separará una mezcla formada por yodo metálico y arena.
2. Perfore con la punta del alfiler un papel filtro.
3. Coloque la mezcla en la capsula de porcelana y cúbrala con el papel filtro.
4. Cubra todo el conjunto anterior con el embudo.
5. Caliente la mezcla en el mechero usando trípode y rejilla de asbesto con llama suave hasta que note los vapores violetas.
6. Una vez que el proceso de calentamiento haya terminado, deje enfriar.

Resultados:

Pb(NO3)2  (ac)  +  KI  (ac)                   Pbl2  (pp) + 2KNO3  (ac)[pic 3]

AgNO3  (ac)  + K2CrO4 (ac)                   Ag2CrO4 (pp) + KNO3 (ac)[pic 4]

CuSO4  (ac)  +  NaOh  (ac)                  Cu(OH)2 + Na2SO4 (ac)[pic 5]

Discusión:

Un sistema heterogéneo es el que está constituido por dos o más fases, en las técnicas de separación de estos sistemas encontramos la filtración. En los experimentos realizados pudimos observar las diferencias entre una filtración simple y una al vacío. Para la filtración simple mezclamos los reactivos nitrato de plomo y yoduro de potasio, la mezcla queda de un tono amarillo. Al filtrar la mezcla el precipitado que queda en el papel filtro es el PbI2, de color amarillo y en el matraz queda el 2KNO3 en estado acuoso que es incoloro. Para realizar la filtración al vacío mezclamos el reactivo nitrato de plata (incoloro)  y cromato de potasio, al agregar el cromato de potasio la mezcla se torna color marrón. Al filtrar la mezcla nos queda el precipitado de Ag2CrO4, de color marrón y el KNO3 en estado acuoso queda en el matraz kitasato de color amarillo. Observamos que en la filtración al vacío pasó un poco de precipitado al matraz, pero es más rápida que la filtración simple, pero, en la filtración simple no pasó nada de precipitado al matraz, por lo que aunque sea un proceso más lento es más efectiva que la filtración al vacío.

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