Reacciones Quimicas

Informe de Química

Practica #6

Separación de Mezclas

Químico, ,,,,

Universidad de Córdoba

Facultad de Ingenierías

Montería, Córdoba

2012

Introducción

En la naturaleza, las sustancias se encuentran formando mezclas y compuestos que es necesario separar y purificar, para estudiar sus propiedades tanto físicas como químicas. En un estado natural de las sustancias generalmente forman mezclas. Existen métodos para separar los componentes que las forman por lo cual se debe tomar en cuenta el estado natural de la mezcla y de sus componentes. Existe gran cantidad de sustancias químicas que, para identificarlas, se separan en sistemas homogéneos sencillos para conocer su utilización y composición, utilizan procesos que reciben el nombre de Análisis Químicos. El trabajo que a continuación se presentara contiene información relacionada con la “Separación de Mezclas”, lo cual es de gran importancia porque se conoce sobre propiedades, sobre los instrumentos y métodos adecuados para elaborar dichas mezclas o bien separarlas.

Objetivos

• Conocer algunas técnicas de separación de los componentes de una mezcla.

• Aplicar las propiedades físicas de la materia como criterio para la selección del método de separación.

• Identificar las características principales de los tipos de mezclas.

Marco Teórico

En química general se necesita separar los componentes de una mezcla bien sea

para determinar su composición o para purificar las sustancias y usarlas en

reacciones posteriores.

Las técnicas a utilizar dependen del estado general de la mezcla (sólida, líquida o

gaseosa) y de las propiedades físicas de los componentes.

Para mezclas sólidas se puede utilizar: disolución, lixiviación, extracción; éstas

técnicas requieren la utilización de un solvente selectivo para separar uno o

alguno de los componentes.

Cuando la mezcla sólida contiene partículas de diferente tamaño se utiliza la

técnica del tamizado. En el caso en que uno de los componentes de la mezcla

sólida sublime, puede aprovecharse esta propiedad para separar dicho

componente de la mezcla.

Cuando se trata de mezclas líquidas de una sola fase puede usarse la destilación,

si la diferencia en los puntos de ebullición es apreciable (10 0C aproximadamente),

también se puede hacer separación por el método de extracción, si los

componentes de la mezcla exhiben distinta solubilidad en un determinado

solvente. Por otra parte la cristalización aprovecha la diferencia en los puntos de

solidificación de los componentes.

Para separar mezclas heterogéneas, se pueden utilizar técnicas como filtración,

centrifugación o decantación.

Si se trata de una mezcla de líquidos inmiscibles, puede usarse un embudo de

decantación, teniendo en cuenta la densidad de los componentes, en el cual el

líquido más denso se deposita en la parte inferior del embudo, de donde se puede

extraer abriendo la llave.

Otra técnica muy utilizada para separar mezclas líquidas y gaseosas es la

cromatografía. Existen varios tipos: Cromatografía de papel, de capa fina, de

columna, de gases y líquida. En la cromatografía de papel la fase fija es el papel

de filtro y la fase móvil es un líquido que se desplaza o recorre el papel impulsado

por el fenómeno de capilaridad.

Materiales y Reactivos

1 Beaker de 100 mL

Trípode

1 Erlenmeyer de 250 mL

1 Agitador

Embudo sencillo

Vidrio de reloj

Mechero

Piedras de ebullición

1 Condensador

Papel de filtro

2 Soporte universal

1 aro metálico

Balón con desprendimiento lateral

Pinzas

Termómetro

Probeta

Malla de asbesto

Tapón perforado

Balanza

Crisol con tapa

1 Pipetas de 5 mL

Cloruro de potasio

Carbonato de calcio

Etanol

Carbonato de potasio

Mezcla de etanol-agua 50%

Análisis de Resultados

Dejamos enfriar y pesamos el crisol con el residuo. Al realizar la mezcla del cloruro de potasio con el carbonato de calcio y el agua se presentó una mezcla de color blanco y algunas partículas se precipitaron al fondo del beaker, luego de decantar y filtrar, en el papel quedo una sustancia; la sustancia que quedó en el papel fue el carbonato de calcio (K2CO3) ya que el cloruro de potasio (KCL) se disuelve mejor en agua y como consecuencia de ello, este pasa de manera directa por el papel.

Separación de los componentes de una mezcla líquida-líquida utilizando el efecto salino. En un tubo de ensayo vertimos 3mL de alcohol etílico y 3mL de agua, adicionamos 1 g de carbonato de potasio y agitamos. Observamos. Efecto salino. El efecto salino o Salting Out, referenciado en todas las metodologías de extracción y purificación de compuestos se refiere a la forma en que al disolver sales en agua, por efecto de cambio en la solubilidad y en la tensión superficial de la solución, hacen que las moléculas que queremos separar (de menor solubilidad en agua), se separen más fácilmente.

Este procedimiento es bastante usado para realizar extracciones con solventes orgánicos, en técnicas de micro-extracción en fase sólida y otras.

Al realizar la mezcla de alcohol etílico (CH3 CH2 OH), agua (H2O) y carbonato de potasio (K2CO3), observamos que este último se precipito y cristalizo en el fondo del beaker dando un color rosado a la mezcla, al ocurrir esto, se veían aparentemente dos fases puesto que al disolverse el carbonato de potasio este hace un efecto de tención de separación formando las dos fases.

En este caso se hizo aplicación del efecto que es la alteración de las propiedades termodinámicas o cinéticas de una disolución electrolítica.

Esta alteración es provocada al modificarse el coeficiente de actividad de los iones del electrolito primario, debido a la presencia de los iones del electrolito secundario. El efecto salino se detecta por el aumento de la solubilidad de una sal poco o muy soluble; cuanto más insoluble sea la sal primaria, más notable será el efecto salino.

Destilación de la mezcla etanol-agua. Hagamos el montaje para la destilación simple como aparece en la figura 2. A un balón de destilación que contiene las piedras para ebullición, adicionamos 30 ml de mezcla etanol-agua.

Iniciamos la destilación con llama moderada. Registramos la temperatura a la cual empiezan a salir las primeras gotas de destilado. Observamos su color y olor. Para separar el agua y el etanol por destilación se toma en cuenta los puntos de ebullición con el fin de que al someter la mezcla al calor uno de ellos en este caso el etanol ebulla primero ya que tiene un punto de ebullición más bajo que el agua, luego el vapor se condensa y se obtienen las primeras gotas de etanol.

TABLA DE DATOS

Volumen del filtrado, evaporado 10mL

Peso de cápsula + vidrio de reloj 92.4781g

Peso de cápsula + vidrio de reloj +

Residuo 92.7636g

Peso del residuo 0.2855g

Temperatura de ebullición del etanol 78ºC

Volumen del destilado 30mL

6. CUESTIONARIO

6.1 Calcule gramos de KCl en el filtrado total

6.2 Calcule el porcentaje de recuperación de cloruro de potasio y carbonato de

calcio.

6.3 Calcule el porcentaje de separación del etanol

6.4 Calcule el porcentaje de error en la separación de la mezcla etanol-agua, al

destilar.

6.5 ¿Cuáles métodos podrá usted utilizar para separar mezclas homogéneas y

mezclas heterogéneas? Explique.

6.6 Compare el punto de ebullición teórico del etanol con el experimental. Explique

la variación del punto de ebullición teórico con respecto al experimental.

6.7 ¿Qué es el punto de ebullición?

6.8 Consulte los diferentes tipos de destilación y su aplicación industrial.

6.9

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