Modelos, Métodos de Separación de Fases, Sistemas, Soluciones y Métodos de Fraccionamiento

Concepto de modelo:

En ciencias, un modelo es un conjunto elaborado de ideas que tiene como propósito interpretar los fenómenos observables. Todo modelo se construye con ideas o reglas que se generan a partir de las observaciones y los datos obtenidos. Es obvio que al ser ideas, los modelos no tienen existencia real.

Un aspecto fundamental de los modelos es que permitan hacer predicciones incluso en condiciones diferentes a las observadas inicialmente.

Síntesis:

Los modelos deben lograr satisfacer dos requisitos fundamentales:

• Es explicativo, puesto que permite interpretar su sistema y sus transformaciones.
• Es predictivo, por poder anticipar qué ocurrirá en otras situaciones.

Métodos de separación de fases:

Tamización:

• Queda una fase en el tamiz.
• La otra fase pasa el tamiz.
• Se utiliza para separar sólidos.

Decantación:

• Se utiliza para separar líquidos de distinta densidad.
• Se utiliza un embudo de decantación.
• Se abre la llave de paso, y la sustancia menos densa es la que pasa por el embudo.

Sedimentación:

• Se usa para sistemas con al menos una fase líquida y una sólida.
• Ya sea con presión o de forma natural, el sólido queda contenido y pasa la líquida.

Filtración:

• Separa fases sólidas de líquidas.
• Por medio de un filtro poroso, el sólido queda atrapado y pasa el líquido.
• La diferencia de presiones en los embudos de vacío impulsa y acelera el proceso.

Sistemas:

Concepto:

Parte del universo que se aísla de su entorno a través de una pared imaginaria para su estudio y control.

Clasificación de tareas:

Se clasifica según la interacción entre el sistema y el ambiente:

• Abierto: Intercambia materia y energía con el ambiente.
• Cerrado: Intercambia solo energía.
• Aislado: No interactúa con el ambiente.

Clasificación 2:

Según el aspecto:

Es decir, a la cantidad de fases que se observan.

Fase:

Porción del sistema en el que cada propiedad intensiva tiene un valor propio.

Propiedades intensivas:

Son aquellas que no dependen de la cantidad de materia.

Clasificación sistema homogéneo y heterogéneo:

Homogéneo: 1 fase.

Heterogéneo: más de 1 fase.

La fase y el componente son cosas distintas.

Ejemplo: el almíbar es un sistema homogéneo ya que tiene una fase con dos componentes: agua y azúcar.

Soluciones:

Llamamos solución a un sistema homogéneo formado por dos o más componentes.

Se llama soluto al componente de la solución que se encuentra en menor proporción y solvente a aquel que está en mayor.

En algunos casos pueden tener varios solutos.

Dilución:

Diluir: agregar solvente a una solución para preparar otra solución.

Disolver: mezclar componentes para preparar una solución.

Disolvente universal: Agua.

Métodos de fraccionamiento:

Cromatografía:

La cromatografía es un método físico de separación en el que los componentes que se han de separar se distribuyen entre dos fases, una de las cuales está en reposo (fase estacionaria) mientras que la otra (fase móvil) se mueve en una dirección definida.

Tren N5

Cromatografía de gases:

En esta prueba generalmente se utiliza un gas inerte como el helio o el nitrógeno. El gas ayuda a transportar las moléculas de la muestra y ello depende de la fuerza de adsorción, que a su vez depende del tipo de molécula. Los diversos componentes de la mezcla de una muestra se separan a medida que tienen contacto con el gas. Se utiliza un detector para controlar la corriente de salida y por lo tanto, se puede determinar la cantidad de ese componente. En general, las sustancias se identifican por el orden en que emergen.

En papel:

Se procede a dejar caer una pequeña gota de la solución que contiene la muestra a una tira de papel especial para esta táctica la cual se adsorbe. Es muy útil y fácil ya que la muestra se puede poner en contacto con el papel, sin embargo hay sustancias que reaccionan al papel y no pueden someterse a esta técnica. La técnica común consiste en tomar el papel y sumergirlo en un disolvente como etanol o agua para luego guardarlo dentro de un recipiente sellado.

En capa fina

Esta técnica se compone de un material absorbente de capa delgada que se encuentra sobre una superficie generalmente una placa de vidrio. El absorbente, el cual puede ser un gel de sílice o también extracto de sulfato de calcio, se unta sobre la superficie del vidrio y se somete a altas temperaturas. El proceso es el mismo que el que se realiza en papel.

Cromatografía de intercambio iónico

Funciona bien para separar moléculas porque cada tipo diferente presenta una adherencia en particular. Para que esta funcione, el tipo de adherencia que poseen las moléculas debe coincidir con el tipo de adherencia de la superficie o material que se utilizará.