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La destilación es una técnica de laboratorio utilizada en la separación de sustancias miscibles. Por la cual separamos mezclas de líquidos, también se utiliza para purificar líquidos que contienen impurezas sólidas.

¿Cómo se realiza la destilación?

El proceso de la destilación se realiza calentando un líquido hasta que sus componentes más volátiles pasen a fase vapor y, posteriormente, enfriar el vapor hasta recuperar estos componentes en forma líquida mediante un proceso de condensación, el cual consiste en que el agua pasa de estado gaseoso a líquido. El objetivo principal de la destilación consiste en separar una mezcla de varios componentes aprovechando sus diferentes volatilidades, o bien, separar materiales volátiles de otros no volátiles.

2 ventajas de su aplicación:

1.       En la coexistencia de las fases ocurren simultáneamente los procesos de condensación y evaporación (con desprendimiento y captación de calor respectivamente), con lo que se reduce el costo de energía asociado a los procesos de transferencia de calor ocurridos.

2.       La nueva solución contiene únicamente las sustancias presentes en la inicial, sin introducción de componentes extraños que deban separarse posteriormente, excepto cuando su presencia resulte útil para algún propósito particular.

3 desventajas de su aplicación:

1.       No existe posibilidad de introducción de sustancias con fines de favorecer la distribución de componentes entre las fases.

2.       Las fases líquida y gaseosa tienen los mismos componentes. Esta similitud química hace que generalmente no sea grande el cambio de composición resultante de distribuir los componentes entre las dos fases.

3.       La destilación no es recomendable para algunas mezclas de componentes que no tengan los puntos de ebullición muy cerca.

3 Ejemplos de su aplicación en procesos cotidianos:

1.       Se utiliza ampliamente en la obtención de bebidas alcohólicas.

2.       Se emplea  en el refinado del petróleo.

3.       Es usada en procesos de obtención de productos petroquímicos de todo tipo y en muchos otros campos de la industria.

Es uno de los procesos de separación más extendidos.

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El método de separación de la materia llamado evaporación, es el cambio del estado de la materia de líquido a gaseoso por el efecto de la temperatura.

¿Cómo se realiza la evaporación?

El proceso de evaporación se realiza calentando la mezcla hasta que todo el líquido pase a estado gaseoso, ya que no hay interés en el líquido que se evapora debido a que este no se recupera. Si la molécula de un líquido gana suficiente energía en forma de calor del ambiente, entonces se convierte en vapor.

2 ventajas de su aplicación:

1.       Costo moderado en la gran mayoría de los evaporadores.

2.       Buenos coeficientes de transferencia de calor a diferencias de temperaturas razonables.

3 desventajas de su aplicación:

1.       La mayoría de los evaporadores utilizados poseen gran altura. (hasta 18m)

2.       Presentan demasiada sensibilidad hacia el cambio en las condiciones de operación.

3.       Con diferencias de temperaturas pequeñas sus coeficientes de transferencia de calor son pobres.

3 Ejemplos de su aplicación en procesos cotidianos:

1.       Secar la ropa al sol: Muchas personas ponen al sol la ropa recién lavada para secarla. De hecho, el agua se elimina del tejido por evaporación, producto del color del ambiente.

2.       Evaporación de quitaesmaltes: Cuando la acetona se aplica a las uñas para eliminar el esmalte, se evapora por la acción calórica.

3.       La evaporación se utiliza en el área de industria alimentaria para la conservación de alimentos.

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La imantación o separación magnética es un proceso que aprovecha las características magnéticas de algunas sustancias para separar diferentes sólidos.

¿Cómo se realiza la imantación?

La imantación se realiza separando  pequeñas porciones de metales, que están diseminadas en otro material, por medio de la utilización de un imán. Ya que los materiales con propiedades metálicas son atraídos por imanes.

2 ventajas de su aplicación:

1.       Tecnología reusable: El costo de remover un gramo de partículas del aceite con tecnología magnética es bajo comparado con filtros desechables.

2.       Restricción de Flujo Limitada: A diferencia de los filtros convencionales, la mayoría de los separadores magnéticos no presentan incremento de la restricción de flujo ( caída de presión) conforme se saturan con partículas.

3 desventajas de su aplicación:

1.       Los imanes utilizados no poseen la intensidad que se precisa para mover objetos grandes o para propagar continuamente su energía  a otros sistemas.

2.       Se debe recurrir al uso de un electroimán, lo cual implica el consumo persistente de energía eléctrica.

3.       En el caso de los imanes de neodimio solo se pueden usar hasta una temperatura de funcionamiento relativamente baja de 80°C.

3 Ejemplos de su aplicación en procesos cotidianos:

1.       Reciclaje de automóviles. Los automóviles están hechos de diferentes materiales. Cuando son desechados, son triturados y luego, gracias a un potente imán, se extraen sólo los materiales metálicos, que pueden ser reciclados.

2.       Limpieza de agua. La imantación permite eliminar minerales ferrosos de los flujos de agua, evitando la contaminación.

3.       En la minería, la imantación permite separar el hierro y otros metales del carbón.

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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.

¿Cómo se realiza la cromatografía en papel?

Se toman trozos de papel filtro y se le hacen círculos de colores a un centímetro de la orilla, luego se coloca un plato, a los lados 2 vasos y una regla encima de ellos. Colocar los trozos de papel filtro sobre la regla, con las esquinas de color hacia abajo, y verter alcohol en el plato sin que rebase medio centímetro de los trozos de papel. Por último, esperar que el líquido suba poco a poco por el papel. La cromatografía en papel se aplica para separar mezclas homogéneas, especialmente disoluciones que presentan muchos componentes los cuales interaccionan con dos fases distintas: Fase móvil y Fase estacionaria. Dependiendo de la afinidad de cada componente con alguna de las dos fases, estos avanzaran con mayor o menor velocidad permitiendo entonces separar le mezcla.

2 ventajas de la cromatografía en papel:

1.      Permite la separación, identificación y determinación de los componentes químicos en mezclas complejas.

2.      Permite descomponer una mezcla y analizar sus constituyentes.

3 desventajas de la cromatografía en papel:

1.       Son poco eficientes.

2.       No son automatizables.

3.       Su procesamiento es de poca cantidad de mezcla.

2 Ejemplos de su aplicación en procesos cotidianos:

1. Vino derramado sobre un mantel blanco. Un accidente a la hora de la cena nos permitirá observar, al secarse el vino por contacto con el aire, las diversas sustancias que lo componen. Cada una teñirá de distinto tono o color el blanco de la tela, y se podrán identificar por separado, cosa que normalmente resultaría imposible.

2. Análisis de sangre. La cromatografía de muestras de sangre se lleva a cabo a menudo para identificar las sustancias contenidas en ella, imperceptibles normalmente dado que se trata de una mezcla muy compleja. Para ello se observa el color que la sangre refleja en un soporte o sometida a una luz específica.

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La decantación es un método físico utilizado para la separación de mezclas heterogéneas, especialmente las que son sólido-líquido o líquido-líquido. Esta última se produce debido a la diferencia de densidades entre los componentes de la mezcla, lo cual hace que la sustancia menos densa se ubique  arriba mientras que la sustancia más densa en la parte de abajo.

¿Cómo se realiza la decantación?

En el caso de la mezcla sólido-líquido se decanta con ayuda de la gravedad e inclinado el recipiente con el cuidado de que el líquido fluya hacia afuera mientras que el sólido permanece adherido a las paredes internas del recipiente.

Por su parte, la mezcla líquido-líquido se decanta utilizando el embudo de decantación. Este tipo de embudo de vidrio tiene una forma de pera, en el extremo inferior tiene un tubo dotado de una llave que sirve para controlar la salida de los líquido a través de él, mientras en el otro extremo tiene una boca de vidrio esmerilado que se acopla herméticamente con un tapón de vidrio. Se agita la mezcla, luego se fija el embudo a un soporte universal y se deja en reposo para que ocurra la decantación. Se abre la llave para recoger el líquido más denso y se cierra la llave cuando ya se extrajo todo el líquido. El menos denso se saca por la boca del embudo.

2 ventajas de la decantación:

1.       Una de sus ventajas es su rapidez.

2.       Ayuda en el tratamiento de las aguas residuales.

3 Desventajas de la decantación:

1.     No se puede usar para separar una mezcla de líquido y sólidos livianos. Ya que estas partículas tardan mucho en decantar.

2.     No es variable en mezclas de tipo homogéneas como por ejemplo el agua y el alcohol.

3.     Esta tecnología no representa la reducción de emisiones en gel.

3  Ejemplos de su aplicación en procesos cotidianos:

1.     Fabricación y refinamiento de los vinagres de material vegetal: En este es común utilizar el proceso de decantación para eliminar las grasas más pesadas derivadas de la materia prima.

2.     Extracción de petróleo: En el proceso de extracción de petróleo de fuentes marítimas el proceso de decantación es comúnmente utilizado. Este tiene lugar cuando el hidrocarburo se mezcla con el agua de mar y debe ser decantado, el petróleo es más denso que el agua por lo tanto, una vez que es separado de la misma, se almacena mientras que el excedente de agua se retorna al océano.

3.     Decantación del vino: El vino produce durante su fermentación un sedimento que le da un sabor desagradable, por esta razón el vino se decanta para  eliminarle el sedimento. Además, antes de servirse es decantado en un envase de vidrio con cuello muy largo y estrecho.

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Filtración:

Se denomina filtración al proceso de separación de partículas sólidas de un líquido utilizando un material poroso llamado filtro.

¿Cómo se realiza la filtración?

La técnica consiste en verter la mezcla sólido-líquido que se quiere tratar sobre un filtro que permita el paso del líquido pero que retenga las partículas sólidas. El líquido que atraviesa el filtro se denomina filtrado. El filtro, en el laboratorio suele ser papel poroso, pero puede ser de otros materiales que permitan el paso de líquidos. En cualquier caso es necesario seleccionar la porosidad del filtro según el diámetro de las partículas que se quieren separar.

2 ventajas de la filtración:

1.       Realizar la filtración, por ejemplo del agua, reduce el riesgo de enfermedades y elimina las partículas indeseadas. Además de eliminar los metales pesados o pesticidas.

2.       Los productos farmacéuticos, que son productos químicos utilizados para diagnosticar, curar o tratar enfermedades, pueden esterilizarse utilizando este método. Ya que son sustancias muy sensibles al calor.

3 desventajas de la filtración:

1.        Los filtros con poros muy pequeños pueden obstruirse fácilmente y, por lo tanto, aumentar el tiempo que se tarda en filtrar una sustancia.

2.       Existe la pequeña posibilidad de que algunos microbios puedan pasar a través de los poros del filtro si el filtro está mal configurado o si su integridad se prueba de manera inapropiada.

3.       En el caso de los filtros prensa, su funcionamiento es discontinuo y es necesaria la presencia de un supervisor para controlar el deslodado.

2 Ejemplos de su aplicación en procesos cotidianos:

1.       Preparar café. Para hacer café u otras infusiones, se pone en contacto la sustancia (té, café, etc.) con agua hirviendo o muy caliente, para forzarla a que libere en el agua su contenido. Luego se los debe separar, y para eso se vierte la mezcla en un filtro, de tela o de papel, que retiene las partículas más gruesas de la infusión (la llamada “borra” del café) y se deja pasar el líquido.

2.       Colar la pasta. Cuando hacemos pasta o espagueti, hervimos el alimento en agua y luego lo separamos mediante un colador, que no es otra cosa que un filtro grueso. Así, se logra retener la pasta cocinada y desechar el agua caliente.