“
Año del centenario de Machu Picchu Picchu para el
Mundo ” Universidad Nacional De Piura Facultad de Minas Escuela profesional de Ingeniería Quíica
IND!"ME N#$% ME&!D!' DE 'EPA"A(I! 'EPA"A(I!N N DE ME)(*A'
(U"'!
+ Laboratorio de Química I
larde D!(EN&E + Ing. Ruth A. Concha Velarde
,!"A"I! + lunes IN&E-"AN&E'+ •
Camacho chiroque Leslie
•
Grados Barrionuevo Tania
I.
OBJETIVOS •
•
II.
Adiestrarse en algunas técnicas básicas de separación de mezclas, empleadas frecuentemente en el trabajo de laboratorio. Determinar de acuerdo a sus características el método adecuado para la separación de mezclas.
FUNDAMENTO TEÓRICO En su estado natural las sustancias generalmente se encuentran formando mezclas y compuestos con impurezas, pero su utilización, en la mayor parte de los casos, se necesitan sustancias puras. Es necesario entonces separar los componentes de una mezcla, y para ello es indispensable tener en cuenta el estado general de la misma y las propiedades de sus componentes. La diferencia en los alores de las propiedades físico !uímicas se "an empleado para estructurar arias técnicas de separación de mezclas, !ue son aplicadas en industria de gran escala# pero se basan en mecanismos más ó menos simples, !ue en forma sencilla se desarrolla en la presente practica.Algunas de estas son$
Tamizado %écnica empleada para seleccionar partículas sólidas de un diámetro promedio determinado "aciéndolas pasar por un conjunto de tamices, zarandas o cernidores. &'edes de mallas de gruesos a (nos). El tamizado es la operación inicial en la separación de sólidos y no de un método !ue sira para separara completamente los mismo. Levigació %écnica empleada en la separación de minerales &mineral !ue contiene alta concentración de uno o más metales) de rocas y tierras de escaso alor industrial &gangas). *onsiste en colocar la mescla mineral preiamente pulerizada y tamizada en un recipiente donde se le aplica una corriente de agua$ el mineral por su mayor peso &mayor densidad) !ueda en el fondo
del recipiente y la ganga !ue +ota es arrastrada por el agua !ue desborda el recipiente.
E!"#acció %écnica !ue consiste en separar un componente de una mescla de sólidos, o lí!uidos empleando un solente selectio !ue no reacciona !uímicamente con sus componentes, en el cual la sustancia a etraer es soluble. Secado %écnica !ue consiste en eliminar el contenido de "umedad de una sustancia, mediante una fuente de calor. En el laboratorio se realiza en estufas. C#i$"a%izació *onsiste en la formación de sólidos cristalinos a partir de una solución "omogénea o "eterogénea preiamente (ltrada, por disminución de la solubilidad del soluto por aporización del solente mediante una fuente de calor o enfriamiento de la solución. Fi%"#ació -peración !ue consiste en separar los sólidos insolubles de un li!uido a traés de un medio poroso &algodón, papel, (ltro, amianto, etc.) la cual retiene el sólido y deja pasar solo el lí!uido. Sedime"ació %écnica !ue permite separar mezclas "eterogéneas de sólidos de un li!uido, al dejar en reposo la mezcla.la fuerza de atracción graitacional "acen !ue los sólidos bajen al fondo del recipiente# primero lo mas pesado y al ultimo los mas ligeros. Esta operación se utiliza para grandes olmenes de solicion y se puede acelerar con el uso de aglutinantes !uímicos. Deca"ació %écnica empleada para la separación de los componentes de una mezcla "eterogénea &/ fases), pudiendo ser esta de lí!uidos inmiscibles o sólido0 lí!uido preiamente sedimentados. Ce"#i&'gació %e1cnica !ue es utilizada para separar mezclas "eterogéneas de sólidos suspendidos en un li!uido y !ue a pesar de estar en reposo no es posible se sedimentación. 2e basa en el aumento de la atracción graitacional, debido a la fuerza centrifuga
desarrollada por el aumento de la elocidad rotacional de la centrífuga.
De$"i%ació %écnica !ue consiste en separar los componentes de una mezcla li!uida "omogénea &lí!uidos mescibles) por calentamiento, aproec"ando los distintos puntos de ebullición de sus componentes. *uando es entre dos sustancias se llama destilación simple y cuando "ay mas de / componentes destilación fraccionada. (#eci)i"ació %écnica !ue consiste en preparar uno de los componentes de una mezcla "omogénea mediante el uso de un agente o reactio precipitante de la sustancia !ue deseamos separar. C#oma"og#a&*a %écnica de separación de sustancias de una mezcla basada en el distinto grado de absorción y migración de los componentes a separar en un medio adecuado. 2e utiliza para separar mezclas solidas, li!uidas, gaseosas y sólidos0lí!uidos. III.
E+UI(OS , MATERIALES III.-. Ma"e#ia%e$ 34 5atraz erlenmeyer de 633 ml 3/ matraces de 4/6 ml 34 aso de precipitación de 433 ml 34 aso de precipitación de /63 ml 34 pipeta de 6 ml 34 probeta de /6ml 34 luna de reloj 34 embudo de idrio 7apel (ltro 34 pera de decantación 31 tubos de ensayo 34 espátula 34 piceta 34 auiliar de pipeta 34 bagueta
III.. Reac"ivo$ Agua potable 2olución de 8itrato de plomo 99 :cido clor"ídrico &cc) 2olución de cromato de potasio Alco"ol etílico Agua de yodo 2olución de alumbre 2olución de oido de calcio E!uipos$ cocina eléctrica, De (ltración simple, Estufa, desecador IV.
(ROCEDIMIENTO E/(ERIMENTAL
E!)e#ime"o N01-2 Sedime"ació3 Deca"ació -. En un matraz erlenmeyer mida ; a
E!)e#ime"o N012 Fi%"#ació3 C#i$"a%izació -. Armar un e!uipo de (ltración. . 5edir de 6g. de salmuera en aso de 433 ml, disoler con ;3 ml. De agua caliente. 4. =iltrar la solución obtenida. 5. Llear la solución (ltrada a eaporación "asta !ue absorbe un enturbamiento. 6. 'etire del calor y deje enfriar sobre un cartón. -bserar.
E!)e#ime"o N0142(#eci)i"ació7 Ce"#i&'gació -. En un tubo de ensayo, colo!ue aproimadamente 1 ml de una solución de nitrato de plomo ll, luego a>adir gotas de ?*l &cc) . Agitar la mezcla de dic"a sustancia y dejar en reposo. -bserar 4. En un tubo de ensayo tomar 1 ml de solución de nitrato de plomo 99, a>ada luego 4ml de solución de cromato de potasio. Dejar reposar por 6 min, y obserar. 5. %omar una proporción preiamente agitada y a>adirla a un tubo de centrifuga y centrifugar por / a 1 min a 1333 r.p.m. 6. *ompare con el sobrenadante del tubo inicial. -bserar.
E!)e#ime"o N0162 Deca"ació -. En un aso de precipitado, tomar una muestra aproimada de 13 ml de agua. . Agregue 43 ml de bencina o aceite, agite igorosamente. 4. Llear la mezcla a una pera de decantación o embudo de separación y separar componente.
E!)e#ime"o N0182 E!"#acció -. En un embudo de separación, colo!ue 46 ml de la solución, agua de yodo. . A>ada 6 ml de bencina !ue funciona como disolente. 4. %ape el embudo y agite igorosamente durante 13 segundos , luego dejar en reposo. 5. ?abiendo obserado la formación de / fases, abrir la llae del embudo para separar la fase inferior sobre un aso de idrio. Anotar las obseraciones. Recoocimie"o de %*)ido$ 4. En 1 tubos de ensayo erter / ml de aceite comestible. /. Al primer tubo adicionar 6 ml de agua destilada, al segundo 6 ml de alco"ol, y al tercer tubo 6 ml de agua y 4 ml de jabón li!uido. Agitar fuertemente. -bserar.
V.
RESULTADOS E!)e#ime"o N01-2 Sedime"ació 9 Deca"ació En un aso de precipitado se agrego 633 ml de agua corriente mas < g de arcilla y se ertio en dos matraces de 4/6 ml c@u. En el primer matraz se le agrego alumbre, al segundo matraz -ido de calcio. se dejo reposar /3 min.
Después de /3 min se obsero !ue la mezcla "eterogénea, se separa en dos faces !uedando el agua encima y la arcilla en el fondo del recipiente. A este proceso de separación de mezclas "eterogéneas se le conoce como Decantación.
E!)e#ime"o N012 Fi%"#ació 9C#i$"a%izació
Este es el e!uipo de (ltración, en la cual "emos (ltrado agua con salmuera. Buedando en el papel (ltro muestras solidas cristalinas !ue son conocidas como las impurezas, y lo !ue (ltra en el aso de precipitado es la muestra !ue luego se llearía a calor para ser obserado. A este proceso se le llama (ltración.
La muestra (ltrada se lleo a calor y se obsero !ue después de eaporizarse, !uedaron muestras cristalinas en el fondo del recipiente, como se muestra en lasimágenes. A este proceso se le llama cristalización.
E!)e#ime"o N0142 (#eci)i"ació 9 ce"#i&'gació
2e obseró !ue el tubo de ensayo !ue contenía el nitrato de plomo 99 y el ?*l, se formó una solución blanca, concentrándose la mayor parte en el fondo del tubo y en la parte de arriba !uedando transparente, al igual sucedió con el 8itrato de plomo y el cromato de potasio. El cromato se precipito !uedándose la concentracion en el fondo del recipiente y en la super(cie menor concentración como se muestra en la imagen. A este proceso se le denomina precipitación.
E!)e#ime"o N0162 Deca"ació
*ulminado el eperimento, como se muestra en la imagen, se obseró dos fases, y !uedo comprobado !ue el aceite es menos denso !ue el agua, !ue dando en la parte superior, y en la parte inferior el agua por ser más denso, luego se abrió le llae, para así poder separar dos mezclas "eterogéneas, por medio de decantación, separando el agua del aceite, ya !ue son dos mezclas miscibles.
E!)e#ime"o N0182 E!"#acció
Después de "aber agitado igorosamente, se obseró !ue la bencina torno de un color fucsia# y a la ez !ue el agua yodada se !uedó concentrado en la parte de la inferior, !uedando la bencina ya tornada de color fucsia en la parte superior, después se separó dela misma manera !ue el eperimento 8C36
Recoocimie"o de %*)ido$
En los tubos de ensayo se coloco el agua y aceite !ue al agitarlo los componentes no se mezclan. En el tubo de ensayo de aceite y alco"ol tampoco se e la formación de una fase por tanto no se mezcla. En el tercer tubo de aceite y detergente si bien no se mezclan se e !ue las muestra de aceite se emulsi(ca.
VI.
CONCLUSIONES *oncluimos !ue eisten diferentes maneras para separar mezclas, de acuerdo a sus características, usando el método mas adecuado para la separación de mezclas. VII. RECOMENDACIONES •
•
•
7ara "acer separación de mezclas se debe conocer sus propiedades, !ue tipo de mezcla es, y sus características, para si obtener un buen resultado en la separación de mezclas. 7ara la realización de los métodos de separación de mezclas se necesita ser cuidadosos con las sustancias !uímicas usadas, así como prestar mayor atención y obserar como reaccionan las mezclas en pleno método de separación.
VIII. CUESTIONARIO -. :+'; m;"odo$ de $e)a#ació em)%ea#*a )a#a $e)a#a# 'a mezc%a de az 7ara separar estas mezclas se utiliza los siguientes métodos. El método del tamizado se utiliza para separar la arena de la mezcla del agua con azufre y azcar. 7ara separar el agua del azufre con azcar se utiliza la técnica de la eaporación. 7ara separar el azufre del azcar se usa la combustión, ya !ue el azufre al ser sometido en la combustión se forma acido sulf"ídrico y solo !uedara el azcar.
. E!)%i?'e %a ";cica ?'e em)%ea#*a )a#a $e)a#a# e% ai#e e $'$ com)oe"e$ e%eme"a%e$. 7uede separar aire !uímicamente mediante absoledores con una bureta de -'2A%, lo !ue te a a !uedar mezclado son los gases nobles y el nitrógeno !ue son bastantes inertes. El método industrial es por congelamiento y destilación posterior del congelado. El agua no es una mezcla si no un compuesto !uímico, pudiéndose separar por electrolisis, en - / y ?/ 4. C'ado '"i%iza#emo$ %a ";cica de %i!iviació 7 e!)%i?'e cómo $e %%eva a ca@o.
La liiiación es un proceso por el cual se etrae uno o arios solutos de un sólido, mediante la utilización de un disolente lí!uido. Ambas fases entran en contacto íntimo y el soluto o los solutos pueden difundirse desde el sólido a la fase lí!uida, lo !ue produce una separación de los componentes originales del sólido. a. Cacado$ el material etraído de la mina &generalmente a rajo abierto), !ue contiene minerales oidados de cobre, es fragmentado mediante c"ancado primario y secundario &eentualmente terciario), con el objeto de obtener un material mineralizado de un tama>o máimo de 4,6 a pulgadas. Este tama>o es su(ciente para dejar epuestos los minerales oidados de cobre a la in(ltración de la solución ácida. b. Fo#mació de %a )i%a$ el material c"ancado es lleado mediante correas transportadoras "acia el lugar donde se formará la pila. En este trayecto el material es sometido a una primera irrigación con una solución de agua y ácido sulfrico, conocido como proceso de curado, de manera de iniciar ya en el camino el proceso de sulfatación del cobre contenido en los minerales oidados. En su destino, el mineral es descargado mediante un e!uipo esparcidor gigantesco, !ue lo a depositando ordenadamente formando un terraplén continuo de < a m de altura$ la pila de liiiación. 2obre esta pila se instala un sistema de riego por goteo y aspersores !ue an cubriendo toda el área epuesta. Fajo las pilas de material a liiiar se instala preiamente una membrana impermeable sobre la cual se dispone un sistema de drenes &tuberías ranuradas) !ue permiten recoger lassoluciones !ue se in(ltran a traés del material. c. Si$"ema de #iego2 a traés del sistema de riego por goteo y de los aspersores, se ierte lentamente una solución ácida de agua con ácido sulfrico en la super(cie de las pilas. Esta solución se in(ltra en la pila "asta su base, actuando rápidamente. La solución disuele el cobre contenido en los minerales oidados, formando una solución de sulfato de cobre, la !ue es recogida por el
sistema de drenaje, y lleada fuera del sector de las pilas en canaletas impermeabilizadas. El riego de las pilas, es decir, la liiiación se mantiene por ;6 a <3 días, después de lo cual se supone !ue se "a agotado casi completamente la cantidad de cobre liiiable. El material restante o ripio es transportado mediante correas a botaderos donde se podría reiniciar un segundo proceso de liiiación para etraer el resto de cobre.
5. E!)%i?'e e% &eómeo de o$mo$i$= $e )od#*a '"i%iza# como 'a ";cica de $e)a#ació. La ósmosis es un fenómeno físico relacionado con el comportamiento de un sólido como soluto de una solución ante una membrana semipermeable para el solente pero no para los solutos. %al comportamiento entra>a una difusión compleja a traés de la membrana, sin Ggasto de energíaG. La ósmosis del agua es un fenómeno biológico importante para la (siología celular de los seres ios. La mayoría de las aplicacionesde la ósmosis ienen de la capacidad de separar solutos en disolución de forma actia mediante ósmosis inersa utilizando membranas semipermeables.
6. :+'; e$ 'a di%i$i$ 7 c'ado $e em)%ea> La diálisis es un proceso mediante el cual se etraen las toinas !ue el ri>ón no elimina ya sea !ue no funcionen por una infección o por algn otro factor !ue no se "aya determinado. Este proceso debe realizarse en un cuarto "igiénico para eitar el riesgo de contraer alguna infección en la sangre durante el proceso. La diálisis de aceites es un proceso de recuperación de lubricantes, enfocado a retirar agua, gases y partículas contaminantes !ue aceleran los procesos de oidación del mismo. El proceso consiste en calentar el aceite "asta temperaturas de 433H* y someterlo a presiones de acío de /IJ de ?g aproimadamente, durante este proceso, el aceite se (ltra "asta dejarlo con el código de limpieza 92- recomendado por el fabricante del mecanismo lubricado, permite !ue al (nal
del proceso de diálisis, el aceite !ueda en óptimas condiciones para ser utilizado en la misma aplicación donde se enía utilizando y con un porcentaje de ida igual ó mayor al !ue tenía al iniciar el proceso de diálisis.
I/.
BIBLIORAFA •
•
•
5anuel Kosé 'ojas. L, /33. 5anual de !uímica esencial. Edic. 2antillana. 2antiago, *"ile. 'afael 5oreno. E, /336. Buímica general. 8A5 M 5EN9*-. Edgar salador, /33/. Buímica Oeneral. Edic. 2araia. 2ao 7aulo. Frasil.
