OTRAS OPERACIONES DE

TRANSFERENCIA DE MASA

DESTILACIÓN :

Es un método para separar los componentes de una

solución; depende de la distribución de las sustancias

entre una fase gaseosa y una líquida, y se aplica a los

casos en que todos los componentes están presentes en

las dos fases.

La destilación se refiere a separar soluciones en

que todos los componentes son apreciablemente

volátiles. A esta categoría corresponde la

separación de los componentes de una solución

líquida, de amoniaco y agua. Si la solución de

amoniaco en agua se pone en contacto con aire,

el cual es básicamente insoluble en el líquido

TIPOS DE DESTILACIÓN :

Destilación al vacío : se utiliza en productos naturales, como en la

separación de vitaminas a partir de aceites animales y de pescado, lo

mismo que en la separación de muchos productos sintéticos industriales

(como plastificantes).

Un ejemplo usual sería la destilación al vacío como operación

complementaria en la destilación del crudo (petróleo), una vez

destilado a presión ordinaria, como se muestra en la figura siguiente.

Destilación Azeotrópica :es aquella mezcla líquida de dos o

más componentes que poseen una temperatura de ebullición

constante y fija, esta mezcla azeotrópica se forma debido a que al

pasar al estado vapor se comporta como un líquido puro, es decir

como si fuese un solo componente, esto se verifica en el hecho que el

vapor producido por la evaporación parcial del líquido tiene la misma

composición que el líquido.

Destilación Destructiva :Cuando se calienta una sustancia a una

temperatura elevada, descomponiéndose en varios productos

valiosos, y esos productos se separan por fraccionamiento en la

misma operación, el proceso se llama destilación destructiva.. Los

procesos típicos de destilación, como la desalinización, sólo llevan a

cabo la separación física de los componentes. En cambio, la

destilación destructiva es una transformación química; los

productos finales (metanol, carbón de leña) no pueden ser

reconvertidos en madera.

Destilación Extractiva :es una técnica utilizada para separar mezclas

binarias azeotrópicas, en la que se adiciona un agente de separación o

solvente, cuya característica principal es que no presenta la formación

de azeótropos con ninguno

de los componentes de la mezcla a separar.

Destilación Fraccionada : es un proceso físico utilizado para separar

mezclas de líquidos mediante el calor, y con un amplio intercambio

calórico y másico entre vapores y líquidos. Se emplea principalmente

cuando es necesario separar compuestos de sustancias con puntos de

ebullición distintos pero cercanos.

Destilación Molecular Centrífuga :

es una técnica de depuración que tiene una amplia utilización en la

industria química, procesamiento de alimentos, productos

farmacéuticos y las industrias del petróleo, así como la industria de

productos químicos especiales.

Destilación por Arrastre de Vapor :Es una técnica aplicada en la separación

de sustancias poco solubles en agua. La destilación por arrastre de vapor se

emplea para separar una sustancia de una mezcla que posee un punto de

ebullición muy alto y que se descomponen al destilar.

Destilación por Cambio de Presión : Este método de destilación puede ser

usado para la separación de mezclas azeotrópicas y se basa en el principio

similar de la destilación al vacío, esto es debido a la manipulación de puntos

de ebullición por el cambio de presión de la atmósfera a la cual una solución

es expuesta.

Destilación por Congelación :Es un interesante proceso, pues pudiera

considerarse contraria a lo que se conoce como destilación, no en cuanto a

sus resultados, sino en cuanto a su proceso

ABSORCIÓNLa absorción es una operación unitaria de transferencia de materia que consiste

en poner en contacto un gas con un líquido, para que este se disuelva

determinados componentes del gas, dejándolo libre de los mismos.

La absorción puede ser física o química, según que el gas se disuelva en el líquido

absorbente o reaccione con él dando un nuevo compuesto químico.

En el siguente esquema se muestra el interior de una columna de absorción con

diferentes tipos de dispositivos de contacto: relleno al azar,

rellenos estructurado y platos.

Consiste en la eliminación de algunos componentes de una fase fluida mediante un sólido que los retiene. La

adsorción es un fenómeno de superficie. Las moléculas, átomos o iónes adsorbidos están confinados en la

superficie de los poros del sólido, unidos por fuerzas de Van der Waals o por verdaderos enlaces químicos. En

este último caso se habla de quimiadsorción.

Solamente los sólidos que poseen una superficie específica (área superficial por unidad de peso) elevada serán

adsorbentes de interés (carbón activo, gel de sílice, alúmina, etc...)

Como dato indicar que un gramo de carbón activo dispone de una superfice adsorbente superior a 1000 m2.

La operación inversa es la desorción, usada para la regeneración del adsorbente y para la recuperación del

soluto, si éste es económicamente interesante. La operación de adsorción se realiza colocando dos lechos

adsorbentes en paralelo. En un momento determinado uno de ellos está en operación y el otro se está

regenerando.

La adsorción se emplea para eliminar la humedad de una corriente gaseosa. Se utiliza como adsorbente gel de

sílice. También se emplea para eliminar olores de corrientes gaseosas, en este caso se usa carbón activo como

adsorbente. Para recuperar disolventes del aire ambiente y a nivel doméstico los filtros de carbón activo se

utilizan para eliminar malos olores y sabores del agua.

ExtraccionEs una operación unitaria de transferencia de materia basada en la disolución de

uno o varios componentes de una mezcla -líquido o sólido- en un disolvente

selectivo. Se hace la distinción entre la extracción sólido-líquido y la extracción

líquido-líquido según que la materia a extraer esté en un sólido o en un líquido. En

este último caso el disolvente debe ser inmiscible con la fase líquida que contiene

el soluto. La extracción sólido-líquido se conoce también como lixiviación o

lavado, según la aplicación a la que se la destine. Si se pretende eliminar un

compuesto no deseado de un sólido se habla de lavado, si el compuesto extraido

es el valioso se denomina lixiviación.

La extracción líquido-líquido se puede llevar a cabo de distintas formas,

normalmente se trabaja en contínuo y cabe distinguir dos modos básicos de

contacto: contacto por etapas y contacto contínuo.

El contacto por etapas puede realizarse de distintas maneras según como se

mezcle el disolvente extractor con el líquido extracto. En el contacto simple el

disolvente extractor se reparte en partes iguales en cada una de las

etapas. Mientras que el el contacto a contracorriente el disolvente extractor pasa

de etapa a etapa en sentido contrario al líquido que está siendo refinado. El

extracto es la corriente de disolvente extractor una vez que ha recibido el

soluto. El refinado es la corriente de alimentación una vez que se le ha extraído el

soluto.

La extracción líquido-líquido se usa mucho en la industria del petróleo para

separar los hidrocarburos alifáticos de los aromáticos. La separación de los

asfaltos del petróleo también se realiza por extracción con propano a baja

temperatura. Como ejemplo de extracción sólido-líquido están la extracción de

grasas vegetales y animales.

¿ QUE ES UN INTERCAMBIO IONICO?

Es un intercambio de iones entre

dos electrolitos o entre una disolución de

electrolitos y un complejo.

Los intercambiadores de iones suelen

contener resinas de intercambio

iónico (porosas o en forma de

gel), zeolitas, m, arcilla y humus del suelo

ontmorillonita

Algunos ejemplos típicos de iones que se pueden unir a los

intercambiadores de iones son los siguientes:

Iones H+ (hidrones, usualmente llamados protones) y OH-(hidróxido)

Iones monoatómicos con carga eléctrica 1+, como Na+, K+, o Cl-

Iones monoatómicos con carga 2+, como Ca2+ o Mg2+

Iones poliatómicos inorgánicos como SO42-y PO4

3-

Bases orgánicas, por lo general moléculas que contienen el grupo

funcional amino, -NR2H+

Ácidos orgánicos, por lo general moléculas que contienen el grupo

funcional-COO-(ácido carboxílico)

Otras biomoléculas que puedan ser

ionizadas: aminoácidos, péptidos, proteínas, etc.

Suavización de agua

El agua natural contiene iones calcio y magnesio (véase Suavización de agua ) que

forman sales que no son muy solubles. Estos cationes, junto con los cationes

estroncio y bario aunque menos comunes y solubles, se denominan en conjunto iones

de dureza.

De-alcalinización

Este proceso en particular utiliza una resina de cationica de ácido débil. Este tipo de

resina son capaces de eliminar la dureza del agua cuando también contiene alcalinidad.

Aquí el ejemplo de calcio:

2 RH + Ca ++ (HCO3) 2 —> R2-Ca + 2 H + + 2 HCO3

y los cationes de hidrógeno se combinan con los aniones para producir dióxido de carbono y

agua:

H + + HCO3 —> CO2 + H2O

El intercambio iónico se utiliza ampliamente en las industrias de alimentos

y bebidas, hidrometalúrgica, acabado de metales, química

y petroquímica, farmacéutica, azúcar y edulcorantes, agua

subterránea y potable, nuclear, ablandamiento industrial del

agua, semiconductores, energía, y otras muchas industrias.

Un ejemplo típico de aplicación es la preparación de agua de alta pureza

para las industrias energética, electrónica y nuclear. Los intercambiadores

de iones polímericos o minerales son ampliamente utilizados

para ablandamiento del agua, purificación de agua,2 descontaminación,

etc.

El intercambio iónico es un método ampliamente utilizado también en el

hogar como en los detergentes de lavado, o en los filtros de agua para

producir agua blanda. Esto se logra mediante el intercambio de

cationes calcio Ca2+ y magnesio Mg 2+ por Na 1+ o H +.