Métodos de separación de fases para niños
Los métodos de separación de mezclas son técnicas especiales que nos permiten dividir una mezcla en sus partes originales. Imagina que tienes una mezcla de arena y piedras; estos métodos te ayudarían a separarlas.
Para elegir el método adecuado, los científicos y las personas que trabajan en industrias se fijan en las características de las sustancias que forman la mezcla. Por ejemplo, si una sustancia es más pesada que otra, o si una se derrite a una temperatura diferente.
Cuando separamos una mezcla, las sustancias que la forman no cambian. Siguen siendo las mismas, solo que ahora están separadas. Algunas de las características que se usan para separarlas son:
- El punto de ebullición (la temperatura a la que algo hierve).
- La solubilidad (si algo se disuelve en un líquido o no).
- La densidad (cuán pesado es algo para su tamaño).
- El magnetismo (si algo es atraído por un imán).
- La sublimación (cuando un sólido pasa directamente a gas sin ser líquido).
Los métodos de separación se pueden clasificar en tres grupos principales:
- Separación de mezclas de sólidos.
- Separación de mezclas de un sólido y un líquido.
- Separación de mezclas de líquidos.
Contenido
¿Cómo se separan las mezclas de sólidos?
Cuando tenemos una mezcla de diferentes sólidos, podemos usar varios métodos:
Tamización: Separar por tamaño
La tamización, también conocida como cribado, se usa cuando una mezcla tiene partículas de distintos tamaños. Piensa en un colador de cocina: las partículas pequeñas pasan y las grandes se quedan. El instrumento que se usa se llama tamiz o criba.
Este método es muy útil para separar, por ejemplo, piedras de arena. Las partículas más pequeñas caen por los agujeros del tamiz, mientras que las más grandes se quedan arriba. Antiguamente, se usaba mucho en la agricultura para separar los granos de las piedras.
Levigación: Separar por densidad con un líquido
La levigación consiste en moler una mezcla sólida hasta que sea un polvo muy fino. Luego, se le añade un líquido especial. La separación se logra porque las sustancias tienen densidades diferentes. Las partículas más ligeras se quedan flotando o suspendidas en el líquido, mientras que las más pesadas se asientan.
Este método es muy importante en la minería, por ejemplo, para separar el oro de otros materiales. El material molido se mezcla con agua, y el oro, que es muy denso, se asienta, mientras que otros materiales se van con el agua.
Imantación: Separar con un imán
La imantación se usa cuando uno de los materiales de la mezcla tiene propiedades magnéticas, es decir, es atraído por un imán. Por ejemplo, si tienes una mezcla de arena y pequeños trozos de hierro, puedes pasar un imán por encima. El imán atraerá el hierro, dejando la arena atrás.
Es importante recordar que no todos los metales son magnéticos. Por ejemplo, si los trozos de hierro están en agua, el imán no funcionará tan bien para sacarlos.
¿Cómo se separan las mezclas de un sólido y un líquido?
Para separar un sólido de un líquido, podemos usar estos métodos:
Decantación: Dejar que se asiente
La decantación es un método sencillo que se usa para separar:
- Dos líquidos que no se mezclan entre sí, como el agua y el aceite.
- Un sólido que no se disuelve en un líquido, como el agua y la arena.
Para decantar, se deja la mezcla en reposo. La sustancia más densa (la más pesada) se irá al fondo del recipiente. Luego, se puede verter cuidadosamente el líquido de arriba en otro recipiente, dejando el sólido o el líquido más denso en el primero.
Un tipo de decantación es la flotación, que se usa para separar un sólido que es menos denso que el líquido. Por ejemplo, si tienes agua con trozos de corcho, el corcho flotará y podrás retirarlo fácilmente.
Filtración: Usar un filtro
La filtración se usa para separar un sólido que no se disuelve de un líquido. Se hace pasar la mezcla por un material poroso, llamado filtro. El filtro retiene el sólido, mientras que el líquido pasa a través de él.
Lo que queda en el filtro se llama "residuo", y el líquido que pasa se llama "filtrado". Este método se usa mucho en la vida diaria, como cuando preparas café con un filtro, o cuando usas un colador para la pasta.
Filtración por vacío: Filtrar más rápido
La filtración por vacío es una forma más rápida de filtrar. Se usa una bomba de vacío para "aspirar" el aire de un recipiente especial (un matraz Kitasato) que tiene un embudo Büchner con el filtro. Al crear un vacío, la presión del aire exterior empuja la mezcla a través del filtro mucho más rápido. Es muy útil cuando la mezcla es difícil de filtrar o cuando se necesita ahorrar tiempo.
Centrifugado: Usar la fuerza de giro
El centrifugado consiste en hacer girar rápidamente un recipiente con la mezcla. La fuerza que se genera (fuerza centrífuga) empuja el sólido más denso hacia el fondo del recipiente. El líquido queda en la parte superior y se puede separar después por decantación.
El aparato que se usa se llama centrífuga. Es muy común en los laboratorios para separar componentes de la sangre o en la industria para separar líquidos de sólidos.
Lixiviación selectiva o extracción: Disolver una parte
Este método se usa para extraer una sustancia de una mezcla sólida usando un líquido especial, llamado disolvente. El disolvente solo disuelve la sustancia que queremos separar, dejando el resto.
Por ejemplo, se usa para obtener aceites esenciales de plantas para hacer perfumes o medicamentos. También es importante en la minería para extraer minerales como el cobre.
¿Cómo se separan las mezclas de líquidos?
Para separar mezclas de líquidos, podemos usar:
Decantación: Para líquidos que no se mezclan
La decantación se usa para separar líquidos que no se disuelven entre sí, como el agua y el aceite. Se deja la mezcla en reposo hasta que el líquido más denso se asienta en el fondo. Luego, se abre una llave en la parte inferior de un embudo especial para dejar salir el líquido más denso, dejando el otro líquido arriba.
Destilación: Separar por punto de ebullición
La destilación se usa para separar:
- Dos líquidos que sí se mezclan, pero que tienen diferentes puntos de ebullición (uno hierve a una temperatura diferente del otro), como el agua y el alcohol etílico.
- Un sólido que no se evapora disuelto en un líquido.
El proceso consiste en calentar la mezcla. El líquido que hierve a menor temperatura se convierte en vapor primero. Este vapor se recoge y se enfría para que vuelva a ser líquido (proceso de condensación), obteniendo así el líquido puro.
Hay dos tipos principales de destilación:
- La destilación simple, para separar dos líquidos o un sólido de un líquido.
- La destilación fraccionada, que es más precisa y se usa cuando los puntos de ebullición de los líquidos están muy cerca.
La destilación es muy importante en la industria de bebidas, en la petrolera y en el tratamiento de aguas.
Cromatografía: Separar por velocidad de movimiento
La cromatografía es un grupo de métodos muy útiles para separar mezclas complejas, especialmente en la industria y la investigación. Se basa en la idea de que las sustancias se mueven a diferentes velocidades a través de un material.
Imagina que pones una gota de tinta en un papel de filtro y luego pones el papel en agua. El agua sube por el papel (esto se llama capilaridad) y arrastra los diferentes colores de la tinta a distintas velocidades, separándolos.
En cromatografía, el material por el que se mueven las sustancias se llama "fase estacionaria" (como el papel), y la mezcla que se mueve se llama "fase móvil" (como el agua con la tinta). Cada sustancia de la mezcla se adhiere de forma diferente a la fase estacionaria, por lo que se mueven a velocidades distintas, logrando la separación.
Existen varios tipos de cromatografía, como la cromatografía en columna, la cromatografía de papel y la Cromatografía en capa fina.
Otros métodos de separación
Evaporación: Dejar que el líquido se vaya
La evaporación se usa para separar un sólido que está disuelto en un líquido, cuando no nos interesa recuperar el líquido. Por ejemplo, para obtener sal del agua de mar. Se calienta la mezcla hasta que el agua se evapora por completo, dejando la sal sólida en el fondo del recipiente.
Otros ejemplos de evaporación son la ropa mojada que se seca al sol o el sudor que desaparece de la piel después de hacer ejercicio. La velocidad de evaporación depende de la temperatura, la presión y la cantidad de aire.
Cristalización: Formar cristales
La cristalización es un proceso en el que una sustancia disuelta en un líquido forma cristales sólidos. Esto ocurre cuando el líquido se enfría o se evapora lentamente, permitiendo que las moléculas de la sustancia se organicen en una estructura ordenada.
Este método se usa mucho en química para purificar sustancias. Por ejemplo, si tienes una sustancia con algunas impurezas disueltas, puedes disolverla en un líquido caliente y luego dejar que se enfríe. La sustancia pura formará cristales, dejando las impurezas en el líquido.
Galería de imágenes
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El tamizaje se utilizaba antiguamente en la agricultura para separar las piedras de los granos
Véase también
- Proceso de separación
- Mezcla
- Disolución
- Propiedad química
- Fase
- Suspensión
- Sistema heterogéneo
- Sistema homogéneo
