¿Cómo separar una mezcla de dos sólidos?

Cuando miramos nuestro entorno, vemos muchas cosas con diferentes formas, tamaños y texturas. Todo en este universo está hecho de material que los científicos llaman materia. El aire que respiramos, los alimentos que comemos, las piedras, las nubes, las estrellas, las plantas y los animales, incluso una pequeña gota de agua o una partícula de arena, todo es materia. Estas sustancias tienen diferentes naturalezas, diferentes propiedades. Pueden ser puros o pueden tener algunas impurezas. También podemos ver al mirar a nuestro alrededor que todas las cosas mencionadas anteriormente ocupan espacio y tienen masa. 

Tipos de mezclas

1. Mezcla Homogénea: Son las mezclas que poseen las mismas propiedades y combinación en todas sus masas. por ejemplo, azúcar mezclada con agua.
2. Mezcla Heterogénea: Poseen diferentes propiedades y composiciones en varias partes. ej. Arena mezclada con sal.

Características de las mezclas

1. Hay una ausencia de fuerza química actuando entre sus constituyentes, pero existen juntos.
2. Pueden ser de naturaleza heterogénea u homogénea.
3. Las proporciones de las sustancias varían de manera indefinida.
4. Los componentes de la mezcla se pueden separar por métodos físicos.
5. Su punto de ebullición y de fusión depende de las características de los constituyentes.
6. Durante la formación de una mezcla, no hay cambio en la energía.
7. Todos los estados de la materia pueden combinarse para formar mezclas.

Separación de mezcla

Un proceso de separación es un método que convierte una mezcla de sustancias químicas en dos o más mezclas de productos distintos. En algunos casos, una separación puede dividir completamente la mezcla en constituyentes puros. Explota las diferencias en las propiedades químicas o físicas entre los constituyentes de una mezcla.

Las mezclas heterogéneas se pueden separar en sus respectivos constituyentes mediante métodos físicos simples como la selección manual, el tamizado y la filtración que usamos en nuestra vida cotidiana. 

Métodos de Separación de Mezclas

La mayoría de las veces, los químicos que encontramos no están en su forma más pura. Son esencialmente una combinación de dos o más productos químicos. Sorprendentemente, las mezclas aparecen en una variedad de formas. Como resultado, se utilizan varios tipos de procedimientos de separación para segregar una combinación de componentes. En cuanto a la necesidad de separación, se suele realizar para eliminar todos los materiales no deseados y obtener componentes útiles. 

La separación de mezclas se refiere al proceso o métodos de separar físicamente distintos componentes de una mezcla.

El procedimiento utilizado para separar una mezcla está determinado por el tipo de combinación y las diferencias en las características químicas de los componentes de la mezcla. 

Separación de mezcla de dos sólidos

Hay muchos métodos para lograr el siguiente objetivo que se analizan a continuación:

1. Picking Mecánico o Handpicking: 

En este método, los componentes se separan en función de características físicas como el tamaño y la forma. Ejemplo: quitar piedras de los granos. Esta técnica en la que se puede separar una mezcla tomándola a mano se llama Handpicking. Este método se puede usar para separar de los granos pedazos de tierra, piedras y cáscaras un poco más grandes porque la cantidad de tales impurezas no suele ser muy grande.

2. Mediante el uso de un disolvente adecuado:

Aquí, una mezcla de dos sólidos se puede separar entre sí usando un solvente que hará que una de las sustancias sea soluble en el solvente, separando así las dos sustancias. Por ejemplo, una mezcla de azúcar y arena se puede separar utilizando agua como disolvente, ya que el azúcar es soluble en agua y la arena es insoluble en agua. Esta diferencia en la solubilidad del azúcar y la arena en agua se utiliza para separarlos.  

3. Separación por sublimación: 

El cambio de un sólido directamente a vapores al calentarse, y de vapores a sólidos al enfriarse se llama sublimación. El proceso de sublimación se utiliza para separar aquellas sustancias de una mezcla que subliman al calentarse. Por ejemplo, el cloruro de amonio, el yodo, el alcanfor, la naftalina, etc., se subliman al calentarlos y pueden recuperarse en forma de sublimación enfriándolos en forma de vapor. La mayoría de las sustancias no sufren sublimación. Cuando algunas moléculas absorben energía térmica, se encuentran en un estado de energía mucho más alto que sus vecinas, por lo que superan la fuerza de atracción y escapan a la fase de vapor. Entonces la sublimación se define como el calor o la energía necesaria para cambiar el estado de sólido a gas.

4. Separación magnética:

Si una mezcla contiene hierro como uno de los constituyentes, se puede separar usando un imán. Por ejemplo, una mezcla de rellenos de hierro y polvo de azufre se puede separar con un imán. Las limaduras de hierro serán atraídas por el imán y el azufre no. Esta técnica es útil para algunos minerales que contienen propiedades magnéticas y también para minerales con propiedades paramagnéticas (materiales que se ven menos afectados). No todos los metales son magnéticos; el oro, la plata y el aluminio son algunos ejemplos. 

5. Separación por gravedad:

Una mezcla que contiene dos componentes que tienen diferentes densidades pero ambos son insolubles en un solvente se puede separar usando este método. Ejemplo: mezcla de polvo de tiza y arena en agua. Como la arena es más densa, se asientan en el fondo del recipiente de agua, mientras que la tiza, al ser menos densa, flota en él. Las ventajas más destacables son su rentabilidad y excelente reducción. La separación por gravedad es una operación unitaria atractiva, ya que generalmente tiene bajos costos operativos y de capital, utiliza pocos o ningún producto químico que pueda causar problemas ambientales. Los minerales de los metales son más pesados ​​que las partículas de ganga. Este proceso utiliza esta propiedad para la concentración del mineral. El mineral de hematita se concentra mediante el proceso de separación por gravedad. La hematita es un mineral común de rust de hierro.

El lavado hidráulico es un tipo de separación por gravedad. Aquí, el mineral se concentra haciéndolo pasar a través de una corriente ascendente de agua donde todas las partículas de ganga más ligeras se separan del metal más pesado.

Problemas de muestra

Problema 1: ¿Qué es la centrifugación?

Solución: 

La centrifugación se utiliza para separar diminutas partículas sólidas que pasan a través de un papel filtro lo cual se lleva a cabo con el proceso de centrifugación que a su vez, se basa en la forma y tamaño de las partículas, la viscosidad del medio y la velocidad de rotación. Al girar el rotor, debido a la fuerza centrífuga, las partículas insolubles más densas se separan del líquido y terminan en el fondo del tubo y el líquido se recoge en la parte superior.

Problema 2: ¿Qué es el picking mecánico?

Solución:

Es una técnica de separación de dos componentes sobre la base de características físicas como el tamaño y la forma. Ejemplo: quitar piedras de los granos.

Problema 3: Explicar el proceso de separación por sublimación.

Solución:

El cambio de un sólido directamente a vapores al calentarse, y de vapores a sólidos al enfriarse se llama sublimación. El proceso de sublimación se utiliza para separar aquellas sustancias de una mezcla que se subliman al calentarse. Por ejemplo, el cloruro de amonio, el yodo, el alcanfor, la naftalina, etc. se subliman al calentarlos y pueden recuperarse en forma de sublimación enfriándolos en forma de vapor. La mayoría de las sustancias no sufren sublimación.

Problema 4: ¿Cuáles son los distintos tipos de mezclas?

Solución:

Las mezclas se pueden clasificar en dos tipos: mezcla homogénea y mezcla heterogénea. El primero es una mezcla que posee las mismas propiedades y combinación en todas sus masas. mientras que los segundos poseen diferentes propiedades y composiciones en varias partes.

Problema 5: Definir cromatografía. ¿Cuántos tipos de cromatografía hay?

Solución:

Se utiliza para separar componentes en una mezcla líquida y se basa en diferentes propiedades de los compuestos en dos fases: fase estacionaria y fase móvil. Es de cuatro tipos-

1. Cromatografía de adsorción
2. Cromatografía de capa fina
3. Cromatografía de columna
4. Cromatografía de partición

Problema 6: ¿Qué es la separación por gravedad?

Solución:

La mezcla que contiene dos componentes que tienen diferentes densidades pero que ambos son insolubles en un solvente se puede separar usando este método. Ejemplo: mezcla de polvo de tiza y arena en agua. Como la arena es más densa, se asientan en el fondo del recipiente de agua, mientras que la tiza, al ser menos densa, flota en él.

Problema 7: Compara sublimación y Evaporación.

Solución:

Ambos son útiles para describir las transiciones de fase de la materia. Las propiedades de la materia son uniformes en la fase de la materia. La conversión de la fase de la materia de una fase a otra es una transición de fase. En la sublimación, la fase inicial es una fase sólida, mientras que en la evaporación, la fase inicial es una fase líquida. Además, en la sublimación, la entalpía da la cantidad de energía que se requiere para que ocurra la sublimación.

Problema 8: ¿Qué es el proceso de Separación Magnética del mineral?

Solución:

Se requiere un separador electromagnético. Una correa de latón se mueve sobre dos rodillos, uno de los cuales encierra imanes. El mineral en polvo se deja caer sobre la cinta móvil en un extremo. La parte no magnética del mineral no es atraída por el imán y cae, formando un montón separado a la distancia. La parte magnética se adhiere al cinturón y forma otro montón.