Métodos de separación de mezclas
En ocasiones, nos interesa separar los componentes de una mezcla, independientemente de si ésta es homogénea o heterogénea. Veamos los diferentes métodos para separar las mezclas:
1. Decantación
Consiste en separar dos sustancias que no se disuelven la una en la otra aprovechando la diferente densidad de cada uno de ellos, es decir, es únicamente válido este método para mezclas heterogéneas. Además, nos sirve tanto para separar tanto dos líquidos inmiscibles (no forman una mezcla uniforme) como un sólido que no se disuelve en un líquido. Para ello, utilizamos un embudo en el que estarán las dos o más sustancias que forman la mezcla heterogénea. En un primer momento, la llave de paso impide la salida de la sustancia que está en la parte más inferior del embudo (la más densa). A continuación, abrimos con cuidado la llave de paso cuidadosamente. Hacemos que caiga la sustancia más densa sobre un recipiente colocado previamente bajo el embudo. Cuando haya caído la sustancia más densa sobre el recipiente, cerramos la llave de paso rápidamente. Si la mezcla heterogénea estaba formada por más de 2 sustancias, se debe volver a colocar un recipiente bajo el embudo y repetir el procedimiento anterior, hasta que todas las sustancias sean separadas.
Un ejemplo en el que podría utilizarse la decantación sería para el agua y el aceite. Al ser el aceite menos denso que el agua, flota sobre esta última, por tanto, si colocamos ambos líquidos en el embudo de decantación, y abrimos la llave de paso, en primer lugar caerá el líquido más denso (el agua). De esta forma, separamos ambos líquidos.
Otro ejemplo en el que se puede usar la decantación sería el agua y la tierra. El sólido (tierra) es más denso y no se disuelve en agua. Al colocar ambas sustancias en el embudo y abrir la llave de paso, la sustancia que caería primero sería la tierra, y cuando termine de caer la tierra, cerramos la llave de paso y ya hemos separado la mezcla.
2. Filtración
Consiste en separar una mezcla heterogénea formada por un sólido y un líquido. Al hacer pasar la mezcla por un filtro, pasa el líquido a través de este, pero el sólido queda retenido en este. En función del tamaño de las partículas del sólido, podemos necesitar uno u otro tipo de filtro (pues algunos filtros dejarán pasar partículas pequeñas del sólido). Este método NO es válido para separar una mezcla heterogénea formada por dos líquidos NI para separar un sólido y un líquido que formen una mezcla homogénea.
Por ejemplo, cuando hacemos un zumo de naranja, en primer lugar, nos queda (tras exprimir las naranjas) una mezcla heterogénea de zumo con pulpa. Si pasamos esta mezcla por un filtro (proceso de filtración), la pulpa quedará retenida en el filtro y el zumo lo traspasará.
Este procedimiento también se puede utilizar para separar una mezcla heterogénea de agua y tierra (en el filtro quedará retenida la tierra y pasará el agua). En este ejemplo, es posible que haya que elegir un filtro más adecuado (pues de no hacerlo, las partículas de tierra podrían traspasarlo).
3. Tamización
Es un método similar al anterior, sólo que mediante este método se separa una mezcla heterogénea de dos sólidos. Se aprovecha el diferente tamaño de las partículas de los sólidos. De este modo, las partículas pequeñas atravesarán el tamiz, y las más grandes quedarán retenidas en este.
Mediante este método, podemos separar piedras de la tierra, la tierra atravesará el tamiz, mientras que las piedras quedarán retenidas en él. Este método es usado en cocina para retener impurezas en el tamiz.
4. Evaporación
Sirve para separar una mezcla homogénea que consiste en un sólido disuelto en un líquido. Para ello calentaremos la mezcla homogénea hasta evaporar completamente el líquido, quedando en el recipiente donde se ha calentado la mezcla el sólido que anteriormente estaba disuelto en el líquido.
Este procedimiento lo podemos realizar en casa. Cojamos un cazo y le echamos un poco de agua (no mucha, pues si llenamos el cazo de agua completamente tardará muchísimo tiempo en evaporar el agua). Antes de calentar el agua, le añadimos sal y la disolvemos en el agua. Una vez disuelta calentamos el agua. Esperamos hasta que se evapore completamente el agua; y ya tendríamos separada la sal del agua.
En esta imagen, se muestra un cazo al que se le ha añadido agua y sal (en esta imagen todavía no está disuelta). Tras calentar el agua y evaporarla, nos queda la sal como se muestra en la siguiente imagen:
Así, hemos separado una mezcla homogénea mediante evaporación.
5. Cristalización
Similar a la evaporación, sólo que la mezcla homogénea (formada por un sólido disuelto en líquido) se separa mediante la evaporación paulatina del sólido a temperatura ambiente. Es un proceso mucho más largo que la evaporación. Se forman cristales como el que aparece en la siguiente imagen:
Si se quiere obtener más rápidamente cristales, echar en un cazo agua y añadir sal hasta que esta ya no se pueda disolver. Calentar la mezcla y remover hasta que se disuelva toda la sal en agua. Dejar que la mezcla homogénea enfríe a temperatura ambiente (disminuye la solubilidad), formando cristales en el proceso.
6. Destilación
La destilación es un proceso que se usa para separar dos sustancias de una mezcla aprovechando la diferencia de los puntos de ebullición de las mismas. Normalmente, se usa para separar dos líquidos que forman una mezcla homogénea (como el agua y el alcohol). Se pone en contacto la mezcla con un calentador, hasta que el líquido con punto de ebullición más bajo (alcohol) empieza a evaporarse. El alcohol evaporado se irá condensando en el refrigerador y el líquido se irá recogiendo en otro recipiente como se muestra en la siguiente figura (de este modo separaremos la mezcla homogénea de líquidos miscibles).
Resumen
En el siguiente diagrama de flujo, se resume cuál es el método más adecuado para separar una mezcla dependiendo de las características de la misma:
Haciéndonos este tipo de preguntas sabremos que método de separación es más adecuado. Aunque es posible separar un sólido y un líquido de una mezcla heterogénea mediante decantación, es más sencillo hacerlo mediante filtración
Veamos un ejemplo:
EJEMPLO: Unos niños deciden jugar con materiales en casa. En primer lugar echan arena y piedras en un recipiente. A continuación, echan sal disuelta en agua sobre las piedras y la arena; y sobre el agua salada, aceite. Cuando los padres se percatan del desastre, ¿cómo pueden volver a separar los materiales?
1. FILTRACIÓN. En primer lugar, se pasa todo la mezcla por un filtro, sobre el que quedan retenidas la arena y las piedras.
2. TAMIZACIÓN. Pasamos la arena y las piedras por un tamiz (pasará la arena, pues sus partículas son más pequeñas y las piedras quedarán retenidas en el tamiz).
3. DECANTACIÓN. Separamos el agua salada del aceite usando un embudo de decantación (en el embudo queda el aceite, menos denso y el agua salada pasa al recipiente bajo el embudo).
4. CRISTALIZACIÓN/EVAPORACIÓN. Usamos uno de estos dos métodos (se recomienda el proceso de evaporación, pues es más rápido) para separar la sal del agua.
Una vez hecho estos pasos, ya hemos separado los materiales (perderíamos únicamente el agua al evaporarse).