Práctica No. 3

SEPARACIÓN DE UNA MEZCLA MEDIANTE CAMBIOS FÍSICOS

OBJETIVO:

Adquirir los conocimientos básicos para la separación de los componentes de una mezcla.

INTRODUCCIÓN:

Una de las características de una mezcla es que se puede separar en sus componentes mediante procesos físicos. Un cambio físico es una transformación en la materia que no implica cambio de identidad de las sustancias individuales.

La separación de una mezcla por este medio aprovecha las distintas propiedades físicas de las sustancias mezcladas.

Las sustancias en la naturaleza no se encuentran en estado puro y existe la necesidad de purificarlas en mayor o menor grado. Existen muy variados métodos para obtener las sustancias con diferentes grados de pureza. En algunos casos con uno solo se puede obtener una sustancia suficientemente pura, pero en otros deben emplearse varios.

En esta práctica se separarán los componentes de una mezcla efectuando las siguientes operaciones: decantación, filtración, filtración a presión reducida, centrifugación, precipitación, evaporación, disolución, cristalización, sublimación, extracción y destilación.



PROCEDIMIENTO:



En un vaso de precipitado de 250 ml, coloque aproximadamente 5 g de cloruro de sodio (NaCl) y disuélvalo aproximadamente con 150 ml de agua destilada. A esta solución se le agrega aproximadamente 5 g de sulfato de calcio (CaSo4) en polvo y se agita; se observa que gran parte queda en turbiedad, obteniéndose una suspensión. Posteriormente se adiciona un poco de arena fina y se agita, se deja reposar un momento. Una vez realizada la mezcla se procede a separarla.



DECANTACIÓN:



En un vaso de precipitado de 250 ml vierta con cuidado y con ayuda del agitador la capa líquida, quedando el precipitado en el recipiente original (ver figura).

Enumere tres vasos de precipitado y divida el líquido decantado en tres partes iguales. Realice las siguientes operaciones con cada uno de ellos.


FILTRACIÓN POR GRAVEDAD:


Coloque un embudo de polietileno en un soporte de filtración, doble el papel filtro como se ilustra en la figura y colóquelo en el embudo, humedézcalo con una pequeña cantidad de agua destilada, presione el papel mojado contra las paredes del embudo. Coloque un vaso de precipitado bajo el aparato de filtración y filtre el líquido decantado del vaso #1.

Nota: No tire el filtrado, se utilizará en la evaporación y precipitación

1.-Doble el papel 2.-Doble de nuevo por 3.- El ángulo de papel debe 4.- Ajuste el


filtro por la mitad. la mitad y desprenda ser mayor que el del embudo. Filtro humedecido

una esquina. La esquina incompleta debe y presione el borde

quedar hacia fuera. contra la pared del

embudo.

FILTRACIÓN AL VACÍO:

Arme un sistema de filtración como el de la Figura, y conéctelo a una bomba de vacío. Ponga papel filtro sobre el embudo Buchner y vierta el líquido del vaso #2.



CENTRIFUGACIÓN:


En dos tubos de ensaye de 13x100 Mm. vacíe el líquido del vaso #3 hasta 3/4 partes a cada uno de los tubos, procure que el nivel de ambos tubos sea igual; póngalos en una centrífuga de tal manera que queden equilibrados.



Nota: Asegure el equilibrio de la centrífuga, colocando dos tubos de ensaye en sentidos opuestos.



EVAPORACIÓN:

En una cápsula de porcelana coloque aproximadamente 10 mL del filtrado del vaso #1 y caliente hasta que todo el líquido se haya evaporado. La evaporación puede ser parcial si al final de ella queda un poco de líquido, y es total cuando el líquido se evapora por completo



PRECIPITACIÓN:

Al resto del líquido filtrado #1, agréguele de 2 a 3 gotas de la solución de nitrato de plata). Anote sus observaciones.



PULVERIZACIÓN:

Triture aproximadamente 1 g de sulfato cúprico pentahidratado (CuSo4 . 5H2O) en un mortero de porcelana. La trituración debe ser lo más completa posible.



DISOLUCIÓN:

En un vaso de precipitado ponga una pequeña porción del pulverizado y agréguele lentamente agua destilada hasta obtener una disolución. El vaso y su contenido deben calentarse hasta ebullición para alcanzar el punto de saturación.



CRISTALIZACIÓN:

La disolución obtenida fíltrela por gravedad en caliente en un vaso de precipitado y déjelo enfriar hasta la aparición de cristales. Teniendo como resultado la separación del sólido por cristalización. Después de cierto tiempo observe los cristales que se forman.



SUBLIMACIÓN:

En un vaso de precipitado de 100% ml pese 2 g (aprox.) de naftaleno (C10H8) y mezcle con 1 g de carbón en polvo (aprox.) tápelo con una cápsula de porcelana que contenga agua fría o un trozo de hielo. Caliente moderadamente, retirando de vez en cuando la flama del mechero. Cuando los vapores de naftaleno llenen casi todo el vaso, retírelo de la flama y deje enfriar. Levante la cápsula de porcelana con cuidado y observe los cristales formados en el exterior del fondo de la cápsula.

EXTRACCIÓN:

Mezcle volúmenes iguales de soluciones diluidas de yodo (I2) y nitrato cúprico (Cu(NO3)2), colóquelos en un embudo de separación y agregue un poco de cloroformo. Tape el embudo, agite y déjelo reposar durante 5 minutos. Separadas las capas quite el tapón y vacíe la capa del líquido inferior a un matraz Erlenmeyer de 125 ml Repita esta operación hasta que la extracción sea completa.



DESTILACIÓN SIMPLE:

Instale un aparato de destilación como se muestra en la figura. Coloque 50 mL de una solución de CuSo4 al 10 % en el matraz de destilación de 100 mL y realice la destilación. Recolecte y mida el volumen del condensado obtenido.




TRATAMIENTO DE RESIDUOS:


Los residuos sólidos generados en los procesos de decantación podrán desecharse a la basura. De los procesos de filtración por gravedad y filtración al vacío los sólidos retenidos en el papel filtro y el papel mismo se pueden desechar a la basura y el líquido de filtración al vacío y de centrifugación se vierten al drenaje bajo el chorro de agua. De la evaporación se puede diluir el sólido y desecharse.

De la precipitación, el sólido metálico se concentra para ser enviado a tratamiento o bien, a disposición final a PISSA UNISÓN y diluir el líquido con agua, ajustando pH a neutralidad y vierta al drenaje bajo el chorro del agua.

Los residuos generados en la cristalización y en la sublimación pueden ser reutilizados.

En la extracción se concentran las soluciones para ser enviadas a tratamiento o bien a disposición final a PISSA UNISÓN. En la destilación el líquido obtenido se puede desechar al drenaje y el sólido se puede reutilizar



CUESTIONARIO:



1. ¿En qué consiste cada uno de los diferentes métodos de separación utilizados en el experimento?

Para separar un liquido, solidó y una gas. Como puedes separar las diferentes mezclas.



2. ¿Qué es una mezcla?

Unión de dos o más sustancias en proporciones variables que conservan sus propiedades; sus componentes se pueden separar por medios físicos, generalmente no hay absorción o desprendimiento de energía al hacerlo.



3. Existen mezclas sólidas, gaseosas y líquidas. Las mezclas en estado intermedio constituyen los sistemas de dispersión y estos son coloidales y suspensiones. Mencione cuatro ejemplos de cada una de las mezclas y de sistemas de dispersión.

Gas: Espuma, Ejemplos: Espuma de afeitado, Espuma Sólida, Ejemplos: piedra Pómez

Liquido: Aerosol líquido, Ejemplos: niebla, bruma Emulsión, Ejemplos: Leche, salsa mayonesa, crema de manos, sangre, Gel, Ejemplos: Gelatina, gominola, queso

Solidó: Aerosol sólido, Ejemplos: Humo, polvo en suspensión, Dispersión coloidal,

Ejemplos: Pinturas, tinta china, Emulsión sólida, Ejemplos: Cristal de rubí



4. Mencione los tipos de filtros más comunes utilizados en el laboratorio

Papel filtro para partículas cristalinas grandes, Papel filtro para retención partículas grandes, Papel filtro para retención partículas finas, Papel filtro para partículas cristalinas medianas, Papel filtro para precipitados cristalinos, Papel filtro para retención partículas medianas, Papel filtro para retención partículas muy finas.



5. Mencione los tipos de destilación más comunes.

Destilación simple, La destilación discontinua, Destilación fraccionada, Destilación a vacío



6. ¿Qué otros métodos de separación existen?

Cromatografía, punto de ebullición.