ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DEL LITORALINSTITUTO DE CIENCIAS QUIMICAS Y AMBIENTALES

LABORATORIO DE QUÍMICA ORGÁNICA

PROFESOR:

ING. QUíM. Diego Muñoz, M. Sc.

TITULO DE LA PRÁCTICA:

Métodos de Separación: Decantación, Centrifugación, Filtración y Adsorción

NOMBRE:

Diana Carolina Sánchez Caicedo

FECHA DE ENTREGA DEL INFORME:

31 de Octubre

PARALELO:

1

AÑO:

2011

INDICE

1. Objetivos..........................................................................3

2. Introducción.....................................................................3

3. Teoría...............................................................................3

4. Materiales y Equipos.......................................................5

5. Imágenes.........................................................................6

6. Procedimiento..................................................................7

7. Observaciones.................................................................8

8. Conclusiones y Recomendaciones..................................8

9. Resolución del cuestionario.............................................8

Métodos de Separación: Decantación, Centrifugación, Filtración y Adsorción

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1. Objetivos

← Reconocer y ensayar diferentes métodos que se aplican para separar mezclas de sólidos en líquidos y mezclas de líquidos no miscibles. Revisar la importancia de la decantación, la centrifugación, la filtración y la adsorción.←

2. Introducción

← En esta práctica ensayaremos los diferentes métodos de separación que los dividimos en 4 secciones, el primero será el de decantación, luego los de centrifugación, filtración y finalmente el de adsorción aquí podremos conocer en que casos se aplican cada uno de estos métodos, sus ventajas, desventajas y que tan efectivos son para separar las diferentes mezclas las cuales no son cualquiera sino solamente mezclase de sólidos en líquidos y mezclas de líquidos no miscibles como el del agua y aceite.

← Primero aquí daré a conocer la teoría de en que consisten los métodos para luego hablar sobre los procedimientos experimentales y los resultados obtenidos.

3. Teoría ←← Los métodos de o separación de fases o de mezclas son aquellos procesos físicos por

los cuales se pueden separar los componentes de una mezcla. Por lo general el método a utilizar se define de acuerdo al tipo de componentes de la mezcla y a sus propiedades particulares, así como las diferencias más importantes entre las fases.

← La separación es la operación en la que una mezcla se somete a algún tratamiento que la divide en al menos dos sustancias diferentes. En el proceso de separación, las sustancias conservan su identidad, sin cambio alguno en sus propiedades químicas.

← Entre las propiedades físicas de las fases que se aprovechan para su separación, se encuentra el punto de ebullición, la solubilidad, la densidad y otras más.

← Los métodos de separación de fases más comunes son los siguientes:

← La Decantación es un método físico de separación de mezclas heterogéneas, estas pueden ser formadas por un líquido y un sólido, o por dos líquidos. Es necesario dejarla reposar para que el sólido se sedimente, es decir, descienda y sea posible su extracción por acción de la gravedad. A este proceso se le llama desintegración básica de los compuestos o impurezas; las cuales son componentes que se encuentran dentro de una mezcla, en una cantidad mayoritaria.

← El agua clarificada, que queda en la superficie del decantador, es redirigida hacia un filtro o un nuevo envase. La velocidad de caída de las partículas es proporcional a su diámetro y masa volumétrica.

← Durante la fase de tratamiento, y con objeto de acelerar y mejorar el proceso de decantación, se añaden algunos productos que propician la aglomeración y dan mayor peso a las partículas en suspensión. Entre éstos productos, podemos destacar el carbón activado en polvo, el cloruro férrico o los policloruros de aluminio y un polímero sintetizado que favorece la aglomeración de los folículos

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← La mezcla de agua con coagulantes-floculantes se introduce en la base del decantador. En éste hay micro arena, que «se pega» a los flóculos y aumenta así su tamaño y peso. Así, los flóculos se van al fondo del decantador. El agua decantada se evacua por la parte superior del tanque pero, antes, debe atravesar unos módulos laminares inclinados que fuerzan la decantación de las partículas más ligeras arrastradas por la corriente ascendente del agua. En el fondo del decantador, se bombea el fango sin interrupción y de allí se manda a un hidrociclón que, gracias a la fuerza centrífuga, separa el fango y la micro arena. Dicha arena se re inyecta en el decantador, mientras que los fangos se redirigen hacia la unidad de tratamiento de fangos. como el aceite y el agua, dejará reposar la mezcla para que el líquido denso se sitúe por debajo de los líquidos menos densos,surgen de una superficie de separación horizontal entre dos líquidos.

← En los laboratorios de química o biología, se utiliza comúnmente en el proceso de extracción líquido-líquido en un fase acuosa y la fase orgánica.

← Se utiliza un embudo de decantación para separar con mayor precisión las dos fases.

← La Centrifugación es un método por el cual se pueden separar sólidos de líquidos de diferente densidad mediante una fuerza rotativa , la cual imprime a la mezcla con una fuerza mayor que la de la gravedad, provocando la sedimentación de los sólidos o de las partículas de mayor densidad.

← Se denomina Filtración al proceso de separación de sólidos en suspensión en un líquido mediante un medio poroso, que retiene los sólidos y permite el pasaje del líquido.

← Las aplicaciones de los procesos de filtración son muy extensas, encontrándose en muchos ámbitos de la actividad humana, tanto en la vida doméstica como de la industria general, donde son particularmente importantes aquellos procesos industriales que requieren de las técnicas químicas.

← La filtración se ha desarrollado tradicionalmente desde un estudio de arte práctico, recibiendo una mayor atención teórica desde el siglo XX. La clasificación de los procesos de filtración y los equipos es diverso y en general, las categorías de clasificación no se excluyen unas de otras.

← La variedad de dispositivos de filtración o filtros es tan extensa como las variedades de materiales porosos disponibles como medios filtrantes y las condiciones particulares de cada aplicación: desde sencillos dispositivos, como los filtros domésticos de café o los embudos de filtración para separaciones de laboratorio, hasta grandes sistemas complejos de elevada automatización como los empleados en las industrias petroquímicas y de refino para la recuperación de catalizadores de alto valor, o los sistemas de tratamiento de agua potable destinada al suministro urbano.

← La Adsorción es el proceso mediante el cual un sólido poroso (a nivel microscópico) es capaz de retener partículas de un fluido en su superficie tras entrar en contacto con éste.

← El adsorbente dispone de nanoporos, lo que se conoce como centros activos, en los que las fuerzas de enlace entre los átomos no están saturadas. Estos centros activos admiten que se instalen moléculas de naturaleza distinta a la suya, procedentes de un gas en contacto con su superficie. La adsorción es un proceso exotérmico y se produce por tanto de manera espontánea si el adsorbente no se encuentra saturado.

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← La aplicación más importante de la termodinámica de la adsorción es la de calcular los equilibrios de fase entre un sólido adsorbente y una mezcla gaseosa. En este desarrollo, por simplicidad, sólo tomaremos en consideración gases puros (monocomponentes).

← La cromatografía en papel es un proceso muy utilizado en los laboratorios para realizar análisis cualitativos ya que pese a no ser una técnica muy potente no requiere de ningún tipo de equipamiento.

← La fase estacionaria está constituida simplemente por una tira de papel de filtro. La muestra se deposita en un extremo colocando pequeñas gotas de la solución y evaporando el disolvente. Luego el disolvente empleado como fase móvil se hace ascender por capilaridad. Esto es, se coloca la tira de papel verticalmente y con la muestra del lado de abajo dentro de un recipiente que contiene fase móvil en el fondo.

← Después de unos minutos cuando el disolvente deja de ascender o ha llegado al extremo se retira el papel y seca. Si el disolvente elegido fue adecuado y las sustancias tienen color propio se verán las manchas de distinto color separadas. Cuando los componentes no tienen color propio el papel se somete a procesos de revelado.

← Hay varios factores de los cuales depende una cromatografía eficaz: la elección del disolvente y la del papel de filtro.

4. Materiales y Equipos

i. DECANTACIÓN

Materiales

Embudo de separación Probeta de 100 mL NuezAro de calentamiento Soporte universal Muestras

ii. CENTRIFUGACIÓN←← Materiales

← Centrifuga universal Tubos de centrifuga Líquidos muestra

iii. FILTRACIÓN

← Materiales

← Soporte universal Aro de calentamiento Embudo← Vaso de precipitación Papel filtro

iv. ADSORCIÓN

iv.i. Con Carbón Activado

← Materiales← Sistema de filtración Carbón activado Vaso de precipitación← Líquidos muestras Pipetas

iv.ii. Con Cromatografía en papel

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← Materiales

← Cuenta gotas Vaso con agua Papel filtro← Marcadores

5. Imágenes

6. Procedimiento

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i. DECANTACIÓN

a) Introducir en la ampolla de decantación, agua y aceite.b) Dejar en reposoc) Abrir la llave para recoger la fase inferiord) Cuantificar el volumen recogido

ii. CENTRIFUGACIÓN

a) Introducir mezcla de diesel y agua en un tubo de centrifuga, y colocar y colocar el tubo en la centrifuga.

b) Tapar el equipo, y poner en posición de encendido el interruptor; espere 15 minutos para volver a la posición de apagado.

c) Sacar los tubos de centrífuga, observe y anote.

iii. FILTRACIÓN

a) Armar un sistema como el del gráfico del manualb) Colocar papel filtro en el embudoc) Pasar la muestra por el sistema (por el papel filtro contenido en el embudo)d) Observar y anotar.

iv. ADSORCIÓN

iv.i. Con Carbón Activado

a) Armar 2 sistemas de filtración con carbón activado sobre el papel filtro; considerar un sistema para soluciones orgánicas, y la otra para inorgánicas.

b) Pasar muestras correspondientes en su respectivo sistema, muy lentamente.c) Observar os resultados y anotar.

iv.i. Con Cromatografía en Papel

a) Marcar puntos a lo largo de una tira de papel filtro

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b) Humedecer cada punto con una gota de agua respectivamente, y repetir el depósito de gotas hasta que todo el papel se vea humedecido.

c) Observar y anotard) Cortar longitudinalmente la tira para lograr dos porciones iguales, las que

presentarán en le informe.

7. Observaciones

← Pudimos observar en el proceso de decantación como después de unos minutos de dejar el agua y el aceite estos se iban separando, el agua se acento el la parte de abajo y con pudimos recolectar 18 mL de los 20 que habías colocado, en el ensayo de la centrifugación observamos claramente como se separaron los 0.5mL de agua del diesel, se puede observar en las imágenes el resultado que obtuvimos, en el proceso de adsorción pudimos observar que cuando pasamos el azul de metileno la sustancia se aclaro notoriamente y que cuando usamos la solución de cobre no paso nada, y por ultimo en la parte de la parte de la cromatografía la tinta de los puntos de colores se esparcieron en el papel filtro.

8. Conclusiones y Recomendaciones

← Conclusiones:

← Pudimos concluir en el método de adsorción que a la solución de cobre no le paso nada ya que es una solución inorgánica mientras que el azul e metileno si se aclaro ya que ele carbón activado separo la parte orgánica y esto ocurre porque el carbón activado crea fácilmente cadenas de carbono.

← En la cromatografía los colores se esparcen porque son solubles, si no se esparce es insoluble y eso ya depende de la composición, el orden de los colores del mas solubles al menos solubles es: rojo, verde, amarillo y azul.

← En la decantación tuvimos una separación exitosa con un pequeño error ya que debemos recordar que este ensayo se lo hace solo observando es decir que no es muy preciso.

← La parte de la centrifugación fue la más exitosa debido a la maquina que se utilizo como pudimos observar en la clase el diesel se separo muy notoriamente del agua la cual se ubico al fondo del tubo de centrifuga.

← Recomendaciones:

← Se debe tener mucha precaución al momento de separar el agua del aceite en el método de la decantación ya que al momento de querer recolectar el agua se nos puede escapar un poco del aceite y el ensayo no seria exitoso, debemos realizar todos los procesos con precaución de no romper ninguno de los materiales del laboratorio.

9. Resolución del Cuestionario

a) ¿Qué es cromatografía?es un método físico de separación para la caracterización de mezclas complejas, la cual tiene aplicación en todas las ramas de la ciencia y la física. Es un conjunto de

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técnicas basadas en el principio de retención selectiva, cuyo objetivo es separar los distintos componentes de una mezcla, permitiendo identificar y determinar las cantidades de dichos componentes.

b) ¿Qué es decantación?es un método físico de separación de mezclas heterogéneas, estas pueden ser formadas por un líquido y un sólido, o por dos líquidos. Es necesario dejarla reposar para que el sólido se sedimente, es decir, descienda y sea posible su extracción por acción de la gravedad.

c) ¿Qué es centrifugación?← es un método por el cual se pueden separar sólidos de líquidos de diferente

densidad mediante una fuerza rotativa , la cual imprime a la mezcla con una fuerza mayor que la de la gravedad, provocando la sedimentación de los sólidos o de las partículas de mayor densidad.

d) ¿Qué es filtración?← se denomina filtración al proceso de separación de sólidos en suspensión en un

líquido mediante un medio poroso, que retiene los sólidos y permite el pasaje del líquido.

e) ¿Qué es adsorción?← es el proceso mediante el cual un sólido poroso (a nivel microscópico) es capaz de

retener partículas de un fluido en su superficie tras entrar en contacto con éste.

f) ¿Cuál es el fundamento de separación de cada uno de los métodos ensayados?

← El fundamento principal esta entre las propiedades físicas de las fases que serán las que se aprovechan para su separación, entre estas se encuentra el punto de ebullición, la solubilidad, la densidad y otras más.

g) ¿Cuáles propiedades físicas o químicas intervinieron en cada uno de los métodos desarrollados?intervinieron la solubilidad, densidad son los principales.

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