lunes, 20 de septiembre de 2010

Cristalización
 
¢La operación de cristalización es aquella por media de la cual se separa un componente de una solución liquida transfiriéndolo a la fase sólida
   en forma de cristales que precipitan.
 
 
¢Es una operación necesaria para todo producto químico que se presenta comercialmente en forma de polvos o cristales, ya sea el azúcar o sacarosa, la sal común o cloruro de sodio.
 
¢Toda sal o compuesto químico disuelto en algún solvente en fase liquida puede ser precipitada por cristalización bajo ciertas condiciones de concentración y temperatura que el ingeniero químico debe establecer dependiendo de las características y propiedades de la solución, principalmente la solubilidad o concentración de saturación, la viscosidad de la solución, etc.
 
¢Para poder ser transferido a la fase sólida, es decir, cristalizar, un soluto cualquiera debe eliminar su calor latente o entalpía de (fusión cantidad de energía de un  sistema termodinámico que éste puede intercambiar con su entorno) por lo que el estado cristalino además de ser el mas puro, es el de menor nivel energético de los tres estados físicos de la materia, en el que las moléculas permanecen inmóviles unas respecto a otras, formando estructuras en el espacio, con la misma geometría, sin importar la dimensión del cristal.
 
El solvente ideal para la cristalización de un compuesto particular es aquel que:
• No reacciona con el compuesto.
• Hierve a temperatura por debajo del punto de fusión del compuesto.
• Disuelve gran cantidad del compuesto cuando está caliente.
• Disuelve una pequeña cantidad de compuesto cuando está frío.
 

miércoles, 8 de septiembre de 2010

Método de separación de mezclas

Una mezcla primeramente es la unión física de 2 o más sustancias, no se encuentran en proporción definidas.
Se encuentra en los tres estados de agregación (Líquido, sólido y gaseoso).
Generalmente como no existe reacción química en ellos y sus componentes conservan sus propiedades individuales los podemos separar por medios físicos, se clasifican en homogéneas.
Las mezclas pueden unirse: Liq.Liq, Solid-Liq, etc.






-La separación de mezclas se dividen en dos formas:

*Homogéneas: La mezcla es miscible, son sustancias en las cuales no se puede distinguir sus componentes a simple vista.

*Heterogéneas: Mezclas en las cuales sus componentes se pueden ver a simple vista.




Las características de cada tipo de mezcla son:

(Heterogéneas)
-Propiedades de la sustancia.



-Densidad.



-Diferentes puntos de ebullición. Heterogéneas



-Tamaño de la partícula.



-Estado de agregación

( Homogéneas):

-Estado de agregación 

-Púnto de ebullición.



"MÉTODOS DE SEPARACIÓN DE MEZCLAS"
Los métodos esenciales para la separación de mezclas:

*Sublimación: Proceso por el cual una sustancia sólida cristalina pasa directamente al estado de vapor sin pasar por el estado líquido. Las sustancias sólidos que presentan ésta propiedad pasan directamente sin fundir al estado de vapor como ejemplo tenemos al yodo, hielo seco, naftalina, paradiclobenceno.
La barra desdorante o las pastillas para el inodoro.

*Deposición/ Licuefacción: Cuando un sólido se calienta y se convierte en gas,  tranformandose de nuevo a sólidosin pasar por líquido.
Un ejemplo sería el yodo al calentarlo.

*Evaporación: Proceso por el cual una sustancia en estado líquido pasa al estadp gaseoso, tras hacer adquirido energía suficiente para vencer la tensión superficial. A diferencia de la ebullición, éste proceso se produce a cualquier temperatura, siendo más rápido cuanto más elevada aquella. Cuando se trata del agua, se transforma en nube y vuelve en forma de lluvia, nieve, niebla o rocío.
 Al calentar agua se evapora volviendose gas.

*Condensación: Paso de un vapor del estado gaseoso al estado líquido.
Las nubes se convierten en líquido cuando llueve.

                                             


*Fusión:Proceso físico que consiste en el cambio de estado de la materia del estado sólido al líquido por acción del calor. Cuando se calienta u sólido, se transfiere la energía a los átomos qie vibran con más rapidez a medida que gana energía.
Cuando ponemos, por ejemplo, un hielo expuesto al sol o a la lumbre éste se convierte en líquido.


 *Solidificación: Es el proceso inverso al de fusión. Es cuando un Líquido pasa a estado sólido. Solidificación del agua a 0°C. Se produce por una disminución en la temperatura.

Los compuestos disminuyen de volumen al solidificarse, aunque no sucede en todos los casos; en el caso del agua aumenta.

Cientificamente, en los laboratorios se usan los siguientes métodos tanto para mezclas heterogéneas como para homogéneas.
-Decantación
-Filtración
-Cristalización
-Cromatografía
-Evaporación
-Sedimentación
-Destilación
-Magnetismo
-Centrifugado

-Decantación: Es un método que permite separar mezclas heterogéneas de sólidos que se depositan en el fondo de un líquido. La mezcla de interés se deja reposar para que el sólida sedimente, por densidad, en el fondo del recipiente. El vaso se inclina con cuidado para verter el líquido sobrenadante a otro recipiente.

-Filtración: Proceso para separar los sólidos que se encuentran suspendidos en los líquidos al pasar la mezcla a través de un embudo de filtración; cuando el líquido atraviesa el filtro, las partículas sólidas se retienen en él. La cantidad de plata en una solución puede determinarse agregando ácido clorhídrico para formar cloruro de plata, el cual se recoge en un filtro, se seca y se pesa.

-Cristalización: Este método se utiliza para separar una mezcla de sólidos que sean solubles en el mismo disolvente pero con curvas de solubilidad diferentes. Una vez que la mezcla esté disuelta, puede calentarse para evaporar parte de disolvente y así concentrar la disolución. Para el compuesto menos soluble la disolución llegará a la saturación debido a la eliminación de parte del disolvente y precipitará. Todo esto puede irse procediendo sucesivamente e ir disolviendo de nuevo los distintos precipitados (esto recibiría el nombre de cristalización fraccionada) obtenidos para irlos purificando hasta conseguir separar totalmente los dos sólidos.


Cada nueva cristalización tiene un rendimiento menor, pero con este método puede alcanzarse el grado de pureza que se desee. Normalmente, cuando se quieren separar impurezas de un material, como su concentración es baja la única sustancia que llega a saturación es la deseada y el precipitado es prácticamente puro.

La cristalización es el proceso inverso de la disolución.

-Cromatografía: Es uno de los métodos de separación mas versátiles que se conocen y tiene una gran variedad de aplicaciones. En investigación forense, por ejemplo, se utiliza para analizar tintas, toxinas y hasta la causa de un incendio.
En la industria de alimentos es de utilidad para analizar colores y sabores artificiales. Es una técnica de análisis muy flexible pues es posible utilizar diferentes materiales como fase estacionaria. En algunos casos se usa el papel, en otros se usan granos de óxido de silicio empacados en una columna de vidrio.
En cromatografía de gases, se usan granos de un sólido impregnados con un líquido, los cuales se empacan en una columna muy delgada y muy larga.


-Evaporación: 
La evaporación es un proceso por el cual una sustancia en estado líquido pasa al estado gaseoso, tras haber adquirido energía suficiente para vencer la tensión superficial. A diferencia de la ebullición, este proceso se produce a cualquier temperatura, siendo más rápido cuanto más elevada aquélla. No es necesario que toda la masa alcance el punto de ebullición.


La evaporación es rara pero importante e indispensable en la vida cuando se trata del agua, que se transforma en nube y vuelve en forma de lluvia, nieve, niebla o rocío.
Cuando existe un espacio libre encima de un líquido caliente, una parte de sus moléculas está en forma gaseosa, al equilibrase, la cantidad de materia gaseosa define la presión de vapor saturante, la cual no depende de la temperatura.

Si la cantidad de gas es inferior a la presión de vapor saturante, una parte de las moléculas pasan de la fase líquida a la gaseosa: eso es la evaporación.

Vista como una operación unitaria, la evaporación es utilizada para eliminar el vapor formado por ebullición de una solución líquida para así obtener una solución concentrada. En la gran mayoría de los casos, la evaporación vista como operación unitaria se refiere a la eliminación de agua de una solución acuosa.


-Sedimentación: Es el proceso por el cual el material sólido, transportado por una corriente de agua, se deposita en el fondo del río, embalse, canal artificial, o dispositivo construido especialmente para tal fin. Toda corriente de agua, caracterizada por su caudal, tirante de agua, velocidad y forma de la sección tiene una capacidad de transportar material sólido en suspensión. El cambio de alguna de estas características de la corriente puede hacer que el material transportado se sedimente; o el material existente en el fondo o márgenes del cauce sea erosionado.

El sedimento es un material sólido, acumulado sobre la superficie terrestre (litosfera) derivado de las acciones de fenómenos y procesos que actúan en la atmósfera, en la hidrosfera y en la biosfera (vientos, variaciones de temperatura, precipitaciones meteorológicas, circulación de aguas superficiales o subterráneas, desplazamiento de masas de agua en ambiente marino o lacustre, acciones de agentes químicos, acciones de organismos vivos).

Puesto que la mayor parte de los procesos de sedimentación se producen bajo la acción de la gravedad, las áreas elevadas de la litosfera terrestre tienden a ser sujetas prevalentemente a fenómenos erosivos, mientras que las zonas deprimidas están sujetas prevalentemente a la sedimentación.


-Destilación: Un líquido que se vaporiza fácilmente se llama líquido volátil. Cuando un líquido se calienta a una temperatura lo suficientemente alta, entra en ebullición, es decir, pasa al estado gaseoso o de vapor. Es el método por el cual se puede separar en sus componentes una mezcla que contenga sustancias volátiles; por ejemplo, si se calienta una solución salina, el agua, que es el componente más volátil, se evapora dejando atrás la sal sólida.



Magnetismo: La separación magnética es un proceso que sirve para separar dos sólidos (uno de los cuales debe ser ferroso o tener propiedades magnéticas).

El método consiste en acercar un imán a la mezcla a fin de generar un campo magnético, que atraiga al compuesto ferroso dejando solamente al material no ferroso en el contenedor.

Un ejemplo claro es el azufre mezclado con hierro: al acercar un imán a la mezcla, el hierro se adhiere al imán y el azufre queda en el contenedor.

Centrifugado: 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. Este es uno de los principios en los que la densidad: Todas lículas, por posa, sectadas por cualquier y una extensa variedad de técnicas derivadas de esta. Donde la fuerza es mayor a la gravedad.