Separacion de Mezclas

UNIVERSIDAD DE LA SABANA

FACULTAD DE INGENIERÍA

PROGRAMA DE INGENIERÍA QUIMICA

LABORATORIO DE QUÍMICA

GRUPO 6

INFORME PRÁCTICA N° 2

SEPARACIÓN DE MEZCLAS Y COMPOSICIÓN PORCENTUAL

Miércoles 11 de Febrero de 2015

1. Objetivos

        1.1 General

Poner en práctica los conceptos de mezcla, técnicas de separación de las mismas y composición porcentual.

        1.2 Específicos

• Efectuar la separación de la mezcla determinada en todos sus componentes.
• Realizar los respectivos cálculos para determinar la composición porcentual de cada componente presente en la mezcla.

2. Resumen

Como segunda práctica de laboratorio de química, el pasado miércoles 11  de febrero de 2015, se llevó a cabo el determinado proceso para la separación de una mezcla compuesta por arena, yodo sólido (I2) y NaCl (cloruro de sodio); para ello fueron necesarias diferentes técnicas de separación como sublimación, filtración y evaporación. Posteriormente, y para el análisis final, fue preciso realizar los cálculos pertinentes para determinar la composición porcentual de cada componente.

3. Introducción

Si bien se pretende llevar a cabo la separación de la mezcla en sus componentes durante la sesión de laboratorio, es preciso empezar por definir ciertos conceptos como: mezcla, los tipos de mezcla que existen, algunos métodos de separación de las mismas y el proceso para calcular la composición porcentual para el análisis final.

Entonces, se puede definir mezcla como una unión de dos o más sustancias (materiales) o compuestos en proporciones variables que conservan sus propiedades físicas y químicas, aún cuando podría cambiar su apariencia física. Las mezclas constituyen casi la totalidad de la materia que podemos ver en la naturaleza; existen dos tipos de las mismas:

• Homogéneas: Presentan un sólo estado de agregación o fase y están conformadas por diferentes materiales, de modo que su apariencia es uniforme.
• Heterogéneas: Presentan dos o más fases o estados de agregación. Su apariencia no es uniforme ya que se pueden distinguir sus componentes a simple vista.

Las mezclas se pueden separar por métodos físicos como:

• Decantación: Separa líquidos no solubles entre sí o un sólido no miscible en un líquido. Se deja reposar en un embudo de decantación, de modo que le permita el paso fuera del mismo al componente líquido más denso o al sólido no soluble.

• Filtración: Método para separa un sólido no soluble de un líquido. Para ello, se hace uso de papel filtro o algún instrumento o material que permita el paso del líquido y retenga las partículas sólidas.

• Evaporación: Se emplea para separar un líquido de un sólido disuelto en él al agregarle calor (energía) o disminuir la presión; el líquido pasa a estado gaseoso (se evapora) mientras que el sólido permanece en el recipiente o superficie empleada.

• Extracción: Separa una sustancia que se puede disolver en dos disolventes no miscibles entre si, con distinto grado de solubilidad. La razón entre las concentraciones de dicha sustancia en cada disolvente (a determinada temperatura) es constante. El proceso consiste en agitar la sustancias con los disolventes y dejar separar ambas capas por medio de un embudo de decantación.

• Centrifugación: Permite separar sólidos de líquidos de distinta densidad a través de un movimiento circular (velocidad angular y tangencial). La fuerza para el movimiento proviene de una máquina llamada “centrífuga”, que a su vez origina la sedimentación de los sólidos.

• Destilación: Permite separar dos líquidos que se pueden mezclar entre sí y con diferente punto de ebullición . Se emplea para purificar  o separar los líquidos de una mezcla.

• Sublimación: Es más un método de purificación de sustancias sólidas. Se le proporciona energía térmica o calor y la sustancia pasa de ser sólida, a ser gaseosa (sin pasar por el estado líquido) sin impurezas; para luego volverse a solidificar al contacto con una superficie fría.

Ahora bien, es posible definir composición porcentual como el porcentaje en masa de cada elemento presente en un compuesto o, de cada sustancia presente en una mezcla.

Para este caso, se obtiene dividiendo la masa de la sustancia contenida en la masa total de la mezcla y multiplicando por 100%, así:

Composición porcentual sustancia Z = Masa de Z / Masa total x 100%

Para un compuesto se determina por:

Masa de E / Masa molar de Compuesto * 100%

(Donde E es elemento)

4. Metodología

Se toma el primer vaso de precipitados o “beaker”, se pesa en las balanzas analíticas (limpio, vacío y seco) y se registra el dato.

Se añade alrededor de un gramo de la mezcla (compuesta por arena, NaCl y I2) y se registra la masa exacta.

Luego, se coloca una cápsula de porcelana con hielo sobre el vaso de precipitados y se pone a calentar (delicadamente) sobre una plancha de calentamiento hasta que se observe la sublimación del I2. Mientras esto sucede, se registra la masa del vidrio reloj No.1 (limpio y seco). Una vez se observe la total sublimación del I2, se retira con mucho cuidado la cápsula y se raspa con la espátula el componente adherido, depositándolo en el vidrio reloj. Se pesa el vidrio reloj con el componente y se deja enfriar el vaso de precipitados con el remanente de la mezcla.

Posteriormente, se le adicionan alrededor de 25 mL de agua destilada y se agita constantemente con el agitador hasta la disolución total del cloruro de sodio (NaCl).

Se toma el segundo vaso de precipitados (250 mL) y el papel filtro, se pesan por separado y se registran los datos. Con ello, se monta el equipo de filtración (por gravedad) colocando sobre un soporte universal el vaso de precipitados No.2, el arco para el embudo y el embudo de filtración; a este último se le coloca el papel filtro después de haberlo humedecido ligeramente para ajustarlo dentro de él y, se coloca el vaso de precipitados debajo.

Se deja decantar la mezcla del primer vaso y se filtra el líquido, recogiéndolo en el vaso No.2. Este proceso requiere de paciencia, pues es preciso transferir el sólido húmedo con mucho cuidado y muy despacio hacia el embudo. Como resultado, el filtrado queda en el segundo vaso de precipitados mientras que el sólido, en el papel filtro.

Se enjuaga el primer vaso con agua destilada y se filtra de nuevo, proceso que se repite. Se coloca el vaso No.2 con el filtrado sobre la plancha de calentamiento y se calienta hasta que todo el líquido se evapore; evitando la pérdida de líquido cuando esté en ebullición, llevando a sequedad.

Una vez que el sólido se haya secado totalmente, se retira el vaso de precipitados No.2 de la plancha y se deja enfriar sobre una placa de calentamiento hasta temperatura ambiente. Ya enfriado, se pesa el vaso con el residuo y se registra el dato de la masa.

Paralelamente, se pesa el segundo vidrio reloj y se coloca en él el papel filtro con el sólido húmedo que se obtuvo en la filtración. Después, se coloca en el horno de secado hasta que quede completamente seco y se pesa.

5. Datos

Tabla 1. Masas registradas en el laboratorio

        Rendimiento del proceso

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