Estados de la Materia y Métodos Esenciales de Separación de Mezclas

Estados de la Materia y sus Propiedades

• Sólido: Volumen constante, forma constante.
• Líquido: Volumen constante, forma variable.
• Gaseoso: Volumen variable, forma variable.

Cambios de Estado de la Materia

• Fusión: De sólido a líquido.
• Solidificación: De líquido a sólido.
• Vaporización: De líquido a gas.
• Condensación: De gas a líquido.
• Sublimación: De sólido a gas.
• Condensación a sólido (o Sublimación inversa/Deposición): De gas a sólido.

Métodos de Separación de Mezclas

Filtración

La filtración es un método utilizado para separar los componentes de una suspensión fina. Una suspensión fina es una mezcla de un líquido y un sólido en la que las partículas se encuentran dispersas en el líquido. Un ejemplo común es la mezcla de arena fina y agua.

Procedimiento de Filtración

1. Se coloca la suspensión en un vaso de precipitados.
2. Se prepara el montaje (que aparece en la imagen, aunque la imagen no está presente en este texto) procurando que el papel de filtro no sobresalga del borde superior del embudo.
3. Se vierte lentamente la suspensión, permitiendo que resbale por la varilla de vidrio hacia el papel de filtro.
4. Las partículas sólidas quedan retenidas en el papel de filtro, y el líquido pasa a través del filtro, llenando el vaso de precipitados que se encuentra debajo de él.

Decantación

La decantación es un método utilizado para separar dos tipos de mezclas:

• Emulsiones: Mezclas de dos líquidos inmiscibles (que no se mezclan), como el agua y el aceite.
• Suspensiones gruesas: Mezclas en las que las partículas del sólido tienden a depositarse en el fondo o a sobrenadar en el líquido.

Procedimientos de Decantación

• Para separar emulsiones (ej. agua y aceite), se emplea un embudo de decantación.
• Para separar un líquido de un sólido que permanece en el fondo (ej. agua y arena gruesa), se inclina el vaso de precipitados y se vierte cuidadosamente el líquido.
• Para separar la fase sólida que permanece sobrenadando (ej. algas y agua), se utiliza una espátula para retirarla.

Destilación

La destilación es un método para separar los componentes de una disolución, que es una mezcla homogénea de un líquido y un sólido, o de dos líquidos.

Materiales Necesarios para la Destilación

• Un mechero Bunsen provisto de trípode y rejilla.
• Un matraz.
• Un refrigerante sujeto por medio de un soporte y una pinza, y unido al matraz.
• Un vaso de precipitados para la recolección.

Procedimiento General de Destilación

1. Se coloca la disolución en el interior del matraz y se calienta hasta que se produce la ebullición de la mezcla.
2. El vapor desprendido es rico en el componente de menor punto de ebullición.
3. Cuando este vapor pasa a través del refrigerante, se condensa y puede recogerse en el vaso de precipitados.

Casos Específicos de Destilación

• Disolución de dos líquidos: El componente de menor punto de ebullición se recoge en el vaso de precipitados. La mezcla contenida en el matraz se vuelve cada vez más rica en el componente de mayor punto de ebullición. Sería el caso, por ejemplo, de una mezcla de agua y etanol.
• Disolución de un sólido en un líquido: La ebullición continúa mientras exista líquido en el matraz. Al final, todo el líquido ha pasado al vaso de precipitados y en el matraz permanece el sólido. Así se podría destilar, por ejemplo, el agua de mar para obtener agua pura.

Cristalización

La cristalización se utiliza para separar los componentes de una disolución formada por un sólido y un líquido (como agua y sulfato de cobre). El procedimiento consiste en separar ambos componentes aprovechando la mayor volatilidad del líquido, es decir, la facilidad de este para pasar a estado gaseoso.

Método de Cristalización por Evaporación Lenta

Se deposita la disolución en un cristalizador para que el líquido se evapore lentamente. A medida que el líquido se evapora, el sólido aparece en el fondo en forma de cristales.