Fundamentos de la Química: Clasificación de Mezclas y Técnicas de Separación

Introducción a las Dispersiones Químicas

Las dispersiones son mezclas.

Tipos de Mezclas

Mezclas Homogéneas

Sus componentes no se perciben a simple vista, es decir, solo cuentan con una fase.

Mezclas Heterogéneas

Sus componentes se perciben a simple vista, es decir, cuentan con dos o más fases.

Métodos de Separación

Separación de Mezclas Homogéneas

Estos métodos se utilizan para separar componentes que forman una sola fase:

• Extracción

  Consiste en usar un disolvente que disuelva selectivamente uno de los componentes de la mezcla, mientras que los demás no se disuelven (por ejemplo, alcoholes o cloroformo).

• Cromatografía

  Separa los compuestos de una mezcla basándose en su diferente afinidad por una fase estacionaria y una fase móvil. La mezcla se aplica a una fase estacionaria (como un papel cromatográfico) y luego se pasa una fase móvil (como un líquido o gas) a través de ella. Los componentes se mueven a diferentes velocidades, lo que permite su separación.

• Cristalización

  Se usa para obtener componentes en forma de cristales. Primero se debe evaporar gran parte del disolvente para obtener una solución saturada que luego se enfríe.

• Evaporación

  Se usa para separar un sólido disuelto en un líquido. Se calienta la mezcla hasta que el disolvente líquido se evapora, dejando el sólido en el fondo del recipiente.

• Destilación

  Separa líquidos miscibles con diferentes puntos de ebullición. La mezcla se calienta hasta que el componente con el punto de ebullición más bajo se evapora, se dirige hacia un condensador y ahí se enfría para recuperar la forma líquida en otro recipiente.

Separación de Mezclas Heterogéneas

Estos métodos se utilizan para separar componentes que forman dos o más fases:

• Filtración

  Separa un sólido insoluble de un líquido o gas. La mezcla pasa a través de un medio poroso llamado filtro, que retiene el sólido, pero deja pasar el líquido.

• Imantación (Originalmente Tamización)

  Separa componentes de una mezcla que contienen sustancias ferromagnéticas, como el hierro. Se utiliza un imán para atraer las partículas magnéticas.

• Cristalización (Originalmente Imantación)

  Proceso usado para obtener componentes en forma de cristales. Primero se debe evaporar gran parte del disolvente para obtener una solución saturada que luego se enfríe. Al enfriarse, la solución se sobresatura y los cristales del componente disuelto comienzan a crecer.

• Decantación

  Permite separar un líquido de otro que no se mezcla (líquidos inmiscibles) o separar un sólido sedimentado de un líquido. Se espera que se separen por la diferencia de densidad y luego se vierte el componente superior.

• Centrifugación

  Proceso que acelera la sedimentación de partículas sólidas en un líquido. Se usa un aparato de centrífuga para separar los componentes más rápidamente.

• Flotación

  Se emplea para separar sólidos de un líquido cuando las partículas sólidas son menos densas y quedan en la superficie.

Clasificación de Dispersiones

Coloides

Es una mezcla heterogénea donde partículas microscópicas (entre un nanómetro y un micrómetro) se dispersan uniformemente en un medio líquido o gaseoso sin que las partículas sedimenten o se disuelvan por completo.

Ejemplos de Coloides

• Líquido en Gas: Humo, niebla y aerosol.
• Líquido en Líquido: Leche y mayonesa.
• Sólido en Líquido: Gelatina y pintura.
• Sólido en Gas: Polvo en suspensión.

Emulsión

Es una mezcla de dos líquidos inmiscibles que normalmente no se mezclan (como el agua y el aceite). Un líquido se dispersa en pequeñas gotas dentro del otro por medio de un agente emulsificante. Ejemplos: pinturas, adhesivos, lociones y cremas.

Solución

Es una mezcla homogénea que se compone de dos partes principales:

Solvente (Disolvente)

Es el componente que se encuentra en mayor proporción y generalmente disuelve al soluto (como el agua).

Soluto

Es el componente que se disuelve en el solvente y se encuentra en menor cantidad. Puede ser un líquido, sólido o gas.

Ejemplos de Soluciones

• En un refresco, el líquido es el solvente y el gas es el soluto.
• En el aire, el nitrógeno es el solvente y otros gases como el oxígeno son solutos.

Cambios de Estado y Densidad Relativa

1. Líquido a Gaseoso (Vaporización): Generalmente, los gases tienen menor densidad que los líquidos.

2. Gaseoso a Líquido (Condensación): Los líquidos resultantes suelen tener mayor densidad que los gases.

3. Gaseoso a Sólido (Sublimación Inversa o Deposición): Los sólidos suelen tener mayor densidad que los gases.

4. Sólido a Gaseoso (Sublimación): Los sólidos tienen mayor densidad que los gases.

5. Sólido a Líquido (Fusión): Los líquidos generalmente tienen menor densidad que los sólidos (aunque el agua es una excepción).

6. Líquido a Sólido (Solidificación): Los sólidos resultantes suelen ser más densos que los líquidos (de nuevo, el agua es una excepción).