La mayoría de las veces las sustancias que vemos a nuestro alrededor no están en su forma pura. Son básicamente una mezcla de dos o más sustancias. Curiosamente, también tienden a presentarse en diferentes formas, por lo tanto, existen varios tipos de técnicas de separación que se utilizan para segregar una mezcla de sustancias. En cuanto a la necesidad de separación, se suele realizar para eliminar todos los materiales no deseados y obtener componentes útiles.
| Métodos de separación | |
| Separación manual | Este método implica simplemente seleccionar a mano todas las sustancias no deseadas y separarlas de las útiles. |
| Trillar | Este método de separación se realiza principalmente durante la recolección de los cultivos. |
| Aventar | Normalmente este tipo de separación de mezcla se realiza con la ayuda del viento o de un soplo de aire. |
| Tamizado | Se realiza para separar mezclas que contienen sustancias en su mayoría de diferentes tamaños. La mezcla se pasa a través de los poros del tamiz. |
| Evaporación | La solución se calienta hasta que el solvente orgánico se evapora, donde se convierte en gas y en su mayoría deja un residuo sólido. |
| Destilación | En éste método los componentes de una mezcla líquida se vaporizan, condensan y luego aíslan. |
| Filtración | La filtración se usa aquí para eliminar partículas sólidas del líquido. Normalmente se utilizan varios agentes filtrantes como papel filtrante u otros materiales. |
| Embudo de decantación | El embudo de decantación se utiliza principalmente para segregar dos líquidos inmiscibles. |
| Separación magnética | Los imanes fuertes se usan comúnmente para separar elementos magnéticos. |
| Cromatografía | Las sustancias químicas con frecuencia se pueden separar entre sí en función de qué tan bien se adhieren a un sólido. El uso de esta diferencia en «pegajosidad» para separar los componentes de una mezcla se denomina cromatografía. |
Qué es una mezcla
Una mezcla es un material que contiene dos o más elementos o compuestos que están en estrecho contacto y se mezclan en cualquier proporción. Por ejemplo, aire, agua de mar, petróleo crudo, etc. Los componentes de una mezcla se pueden separar por medios físicos como filtración, evaporación, sublimación y separación magnética. En la preparación de una mezcla, ni se desprende ni se absorbe energía. La misma no tiene puntos definidos de fusión y ebullición y, sus constituyentes, conservan su conjunto original de propiedades. Por ejemplo, el azufre se disuelve en disulfuro de carbono y un imán atrae limaduras de hierro.
Ejemplos de mezclas:
- Sólido en líquido: Azúcar y café
- Líquido en líquido: Agua y alcohol
- Gas en líquido: Soda
- Gas en sólido: Aire atrapado en el suelo
- Gas en gas: Aire que contiene hidrógeno, oxígeno, nitrógeno, dióxido de carbono, etc.
- Sólido en sólido: Aleaciones metálicas
Tipos de mezclas
1. Mezclas Homogéneas
El prefijo «homo» indica igualdad. Una mezcla homogénea tiene la misma apariencia y composición uniforme en toda su masa. Por ejemplo, azúcar o sal disuelta en agua, alcohol en agua, etc.
2. Mezclas Heterogéneas
El prefijo «hetero» indica diferencia. Una mezcla heterogénea consta de sustancias o fases visiblemente diferentes. Las tres fases o estados de la materia son gas, líquido y sólido. Una mezcla heterogénea no tiene una composición uniforme en toda su masa.
Métodos de separación de mezclas
Algunos de los métodos comunes de separación de sustancias o mezclas son:
- Recoger a mano
- Trillar
- Aventar
- Tamizado
- Evaporación
- Destilación
- Filtración o sedimentación
- Embudo de separación
- Separación magnética
- Cromatografía
Recoger a mano
Este método implica simplemente seleccionar a mano todas las sustancias no deseadas y separarlas de las útiles. Las sustancias separadas pueden ser una impureza que debe desecharse o tal vez que ambas sustancias separadas sean útiles. Por ejemplo, si separa las uvas negras de las verdes de una mezcla de las dos.
Trillar
Este método se realiza principalmente durante la recolección de los cultivos. Normalmente, los tallos del trigo se secan una vez que se cosecha. Luego, el grano se separa de los tallos y se muele en el suelo golpeando los tallos secos para sacudir los granos secos.
Aventar
Cuando se recolectan los granos del proceso de trilla, es necesario quitarles las cáscaras y las cascarillas antes de convertirlos en harina. Normalmente la separación de la mezcla se realiza con la ayuda del viento o de un soplo de aire. La cáscara y la paja son arrastradas por el fuerte viento cuando los agricultores dejan caer la mezcla desde cierta altura al suelo. Los granos más pesados se recogen en un solo lugar.
Tamizado
Se realiza para separar mezclas que contienen sustancias en su mayoría de diferentes tamaños. La mezcla se pasa a través de los poros del tamiz. Todas las sustancias más pequeñas pasan fácilmente mientras que los componentes más grandes de la mezcla se retienen.
Evaporación
La evaporación es una técnica que se utiliza para separar una mezcla, generalmente una solución de un solvente y un sólido soluble. En este método, la solución se calienta hasta que el solvente orgánico se evapora, donde se convierte en gas y en su mayoría deja un residuo sólido.
Destilación
Cuando las mezclas consisten en dos o más líquidos puros, se utiliza la destilación. Aquí los componentes de una mezcla líquida se vaporizan, condensan y luego aíslan. La mezcla se calienta y el componente que es volátil se vaporiza primero. El vapor se mueve a través de un condensador y se recoge en estado líquido.
Filtración o Sedimentación
El método más común para separar un líquido de un sólido insoluble es la filtración. Tomemos, por ejemplo, la mezcla de arena y agua. La filtración se usa aquí para eliminar partículas sólidas del líquido. Normalmente se utilizan varios agentes filtrantes como papel filtrante u otros materiales.
La sedimentación es un proceso mediante el cual las impurezas más pesadas presentes en un líquido, normalmente agua, se depositan en el fondo del recipiente que contiene la mezcla. El proceso toma cierta cantidad de tiempo.
Embudo de decantación
El embudo de decantación se utiliza principalmente para segregar dos líquidos inmiscibles. El mecanismo consiste en aprovechar la densidad desigual de las partículas en la mezcla. El aceite y el agua se pueden separar fácilmente usando esta técnica.
Separación magnética
Cuando una sustancia en la mezcla tiene algunas propiedades magnéticas, este método es bastante útil. Los imanes fuertes se usan comúnmente para separar elementos magnéticos.
Cromatografía
Todos en algún momento u otro hemos marcado nuestra camisa con un bolígrafo. A veces tenemos suerte y la tinta no pega bien en el tejido, en estos casos podemos limpiar la camiseta metiéndola en la lavadora. A veces tenemos muy mala suerte y la tinta se pega tan bien a la tela que queda ahí para siempre, por muchas veces que se lave con lejía y detergente. De la misma manera, las sustancias químicas con frecuencia se pueden separar entre sí en función de qué tan bien se adhieren a un sólido. El uso de esta diferencia en «pegajosidad» para separar los componentes de una mezcla se denomina cromatografía.
Por lo general, la cromatografía se realiza colocando una mezcla de dos o más productos químicos en una columna de vidrio llena de sílice. Cuando se vierte un solvente orgánico como acetato de etilo o alcohol a través de la columna, uno de los componentes de la mezcla tenderá a adherirse a la sílice mejor que el otro. Como resultado, el menos pegajoso atravesará la columna más rápido, mientras que el más pegajoso tardará un poco más.
Preguntas frecuentes sobre las mezclas
¿Qué son los métodos químicos de separación?
La destilación, la cristalización, la adsorción, los procedimientos de membrana, la absorción y la extracción y la oxidación son los métodos típicos de aislamiento y purificación de la ingeniería química.
¿Cómo se puede separar la arena y la sal?
La arena no se disuelve en agua, por lo que es insoluble. Mediante la separación de la mezcla, es fácil segregar arena y agua. La sal por evaporación se puede aislar de una solución.
¿Cuáles son dos tipos de mezclas?
Existen dos tipos de mezclas: heterogéneas y homogéneas. Dos o más ingredientes (o fases, regiones con estructura y propiedades estandarizadas) se entremezclan de forma heterogéneas pero permanecen físicamente distintas.
¿La Coca Cola es una mezcla?
Al mezclarse el azúcar y el agua por igual en la solución, la Coca cola es una mezcla homogénea. También puedes ver los ingredientes básicos en una mezcla homogénea como la coca cola, pero heterogénea significa que puedes ver los ingredientes básicos como una ensalada.
¿Se pueden separar mezclas homogéneas?
Los componentes en mezclas homogéneas «normalmente se pueden distinguir teniendo en cuenta las diferentes propiedades de los diferentes componentes». Una mezcla se puede calentar «hasta que el componente que hierve a la temperatura más baja se convierte en vapor y se puede distinguir» durante el proceso de destilación.