domingo, 1 de mayo de 2011

Sistemas heterogéneos: métodos de separación de fases

Al realizar actividades industriales, domésticas, agrarias, de investigación, y otras, frecuentemente nos vemos en la necesidad de separar las fases de sistemas heterogéneos.

Por ejemplo, al realizar la toma de agua del río para su potabilización, se deben separar las ramas, bolsas de nylon, las hojas, arena, etc.

En la cocina también se realiza separación de fases. Del huevo crudo separamos la clara de la yema. En la preparación de café, se separa la parte sólida de la líquida. Al preparar una torta es frecuente tamizar (cernir) los ingredientes secos.
Cerniendo harina
Existen diferentes métodos para separar las fases de un sistema heterogéneo. Estos métodos se basan en las propiedades físicas de las fases del sistema, como por ejemplo la densidad, el diferente tamaño de los gránulos en sistemas sólidos, propiedades magnéticas, volatilidad, etc.

Métodos de separación de fases
Explicaremos algunos métodos de separación de fases aplicados a sistemas de dos fases (difásicos). Con estos conocimientos, es posible elegir los métodos, y el orden adecuado,  para separar las fases de sistemas polifásicos.

Tamización
Aplicación
Se aplica a sistemas formados por dos fases sólidas granuladas, donde los gránulos de una fase tienen diferente tamaño que los gránulos de la otra fase.

Ejemplo
Sistema formado por arena y pedregullo.

Materiales necesarios
Tamiz, criba o cernidor.
Tamiz
Fundamento
Los orificios del tamiz son suficientemente grandes para dejar pasar a través de ellos los gránulos de la fase sólida pulverizada, pero son lo suficientemente pequeños para retener los gránulos de mayor tamaño de la otra fase.
Tamización

 

Decantación
Aplicación
Se aplica a sistemas formados por dos fases líquidas (no miscibles).

Ejemplo
Sistema formado por agua y aceite.

Materiales necesarios
Embudo de decantación,vaso de bohemia, soporte.

Embudo de decantación

Fundamento
El embudo de decantación está diseñado para que el sistema colocado en él permanezca en reposo, permitiendo así la separación de las fases líquidas. La fase de mayor densidad, queda en el fondo y al abrir la llave de paso saldrá primero. La llave deberá cerrarse cuando se llegue al límite interfásico.
Decantación



Sedimentación
Aplicación
Se aplica a sistemas formados por una fase sólida pulverizada que se encuentra en suspensión en una fase líquida.

Ejemplo
Sistema formado por talco y agua.


Materiales necesarios
Cualquier recipiente, por ejemplo un vaso de bohemia.

Fundamento
La fase sólida finamente dividida al ser más densa que la fase líquida, se irá depositando en el fondo del recipiente debido a la fuerza de atracción gravitatoria.
Sedimentación
El método es lento y poco preciso: para lograr la separación de las fases, hay que inclinar el recipiente y trasvasar la fase líquida superior, intentando que la fase sólida no caiga.


Filtración
Aplicación
Se aplica a sistemas similares a los descritos en el método anterior; es decir, con una fase sólida pulverizada en suspensión en una fase líquida.

Ejemplo
Sistema formado por azufre y agua.

Materiales necesarios
Papel de filtro (u otro material poroso: algodón, tela, cerámica, vidrio sinterizado), soporte, embudo, vaso de bohemia y varilla de vidrio.
Papel de filtro

Fundamento
El material poroso permite que la fase líquida pase a través de los poros pero retiene a la fase sólida aunque esté finamente pulverizada.
Filtración


Centrifugación
Aplicación
Se aplica sistemas formados por una fase líquida y una fase sólida en suspensión.


Ejemplo
Sistema formado por talco y agua.

Materiales necesarios
Centrífuga, tubos de centrífuga.


Centrífuga

Tubos de centrífuga


Fundamento
Este método utiliza una centrífuga que acelera el proceso sedimentación. Mediante el movimiento de rotación, la fase sólida, de mayor densidad, se deposita en el fondo del tubo de centrífuga, quedando compactada y eficazmente separada de la fase líquida.
Luego se inclina el tubo y se transvasa el líquido a otro recipiente. Este método se basa en el concepto de fuerza centrífuga.

Imantación
Aplicación
Se aplica a sistemas formados por dos fases sólidas, donde una de ellas tiene propiedades magnéticas.

Ejemplo
Sistema formado por arena y limaduras de hierro.

Materiales necesarios
Imán y un recipiente.


Fundamento
Se logra separar fácilmente ambas fases utilizando un imán, porque una de las fases tiene la propiedad de ser atraída por él y la otra no.
Imantación


Otros métodos de separación de fases
Con el sistema formado por yodo sólido y arena es posible analizar dos métodos más para separar sus fases.

Sublimación
Este método se fundamenta en la propiedad del yodo de sublimar (pasar del estado sólido al estado gaseoso). El yodo en forma de vapor, al encontrar una superficie a menor temperatura, se deposita en la forma de pequeños cristales. La arena queda en el fondo del recipiente.

Separación de fases por sublimación: el yodo sublima, la arena permanece en el fondo del recipiente.


Disolución selectiva
Este método se aplica para separar sistemas formados por dos sólidos con diferente solubilidad en un líquido determinado.
Por ejemplo el sistema yodo-arena.
En este caso, podemos aprovechar que el yodo tiene la propiedad de ser soluble en alcohol (etanol) y la arena no. Entonces al agregar alcohol al sistema, el yodo queda disuelto en él y la arena se deposita en el fondo del recipiente.
Luego, mediante filtración, se separa la arena de la fase líquida (yodo disuelto en alcohol) y por último se evapora el alcohol y se recupera el yodo.

Aclaración: No se confundan, el líquido que se agrega para hacer la disolución no forma parte del sistema original, es un "medio" que utilizamos para separar las fases del sistema disolviéndolas selectivamente. El líquido agregado se evapora al final para recuperar la fase sólida que se disolvió en él.
Yodo disuelto en alcohol. Como la arena no se disuelve en alcohol, queda en el fondo del recipiente.


Fuente: "Todo se transforma". Saravia, Segurola, Nassi. Editorial Contexto.

29 comentarios:

  1. Esta pagina sirve burda. xd

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  2. que metodo se puede utilizar para separar un solido de un liquido? ej: Hielo- Agua

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    1. Bueno, en ese caso deberías hacer una FILTRACIÓN, con un filtro adecuado. No necesariamente tiene que ser de papel. Aunque parezca extraño, al estar separando un sólido de un líquido, técnicamente es una filtración.

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  3. muchas gracias! :D , ahora que metodo puedo usar para separar una fase solida de una gaseosa (el sistema es cerrado y tiene 2 componentes una piedra y aire)

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    1. Podría servir una FILTRACIÓN, utilizando un filtro para el aire. Habría que pensar cómo empujar el aire a través del filtro, para así recogerlo en otro recipiente.
      Esto no es extraño, los vehículos tienen filtros para el aire y para así evitar que las impurezas del aire (partículas sólidas)lleguen hasta el interior del motor.

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  4. La verdad que a mi me sirvio mucho tambien :)

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  5. Tengo una pregunta,el humano, que clase de sistemas es, abierto,cerrado o aislado? Gracias!:)

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    1. Es un sistema abierto. Intercambia energía y materia con el medio. Por ejemplo,cuando haces ejercicio, el calor de tu cuerpo se disipa hacia el aire que te rodea. (intercambio de energía)
      Y el intercambio de materia lo puedes ver, por ejemplo, durante la respiración, se intercambian gases con el ambiente. O cuando ingieres alimentos.
      Saludos!

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  6. Muy buena pagina me re sirvió para el liceo, ojalas sigas publicando contenido!

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  7. Una pagina excelente y muy practica!

    PD:se calleron algunas imágenes.

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  8. la disolucion es solamente con fase liquida yodo alcohol?

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    1. No. Sirve para cualquier sistema formado por dos sólidos, SIEMPRE Y CUANDO esos sólidos tengan diferente solubilidad en un líquido determinado. Por ejemplo, arena y sal. Mientras que la sal se disuelve en agua, la arena no. Entonces podemos usar agua para separar esas fases sólidas. La sal queda disuelta en el agua y la arena queda en el fondo del recipiente.

      Si ambos sólidos se disuelven en el líquido, el método no sirve. Por ejemplo si el sistema está formado por azúcar y sal de mesa, no puedo separarlos usando agua porque se disuelven ambos líquidos.

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    2. En el caso del sistema arena-yodo, se aprovecha que el yodo es soluble en alcohol mientras que la arena no.

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    3. Ya hice la aclaración para todos en la entrada. Gracias por escribir.

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  9. Muy buena página, Luis ¿tu eres el autor? Me encantaria que me pases tu correo por dudas que tenga. Muchas Gracias.

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  10. Me alegro que te sirva. Saludos.
    luigir26@gmail.com

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  11. Muy interesante la página Luis..yo trabajo en Montevideo de forma similar..Un saludo colega

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  12. Muchas gracias!, me ayudo mucho para mi tarea de ciencias

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  13. ¿como se llama el método de separación de HIELO AGUA ARENA ?

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  14. Valu:
    En este caso tenes que usar una combinación de dos métodos, porque tenes un sistema de tres fases. Por lo tanto, no tiene un nombre en particular. Podrías primero aplicar filtración para separar el agua del hielo y la arena. Y luego tamización para separar la arena del hielo.
    Saludos.

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  15. Hola! La información me sirvió.¿Me podes definir técnicas de separación de fases? Yo podría decir que son los distintos procedimientos que sirven para separar las fases que componen un sistema. Pero no se si la definición está bien formulada.Muchas gracias.

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  16. pregunta si tengo un corcho adentro de un tapper con agua salada y arena que sistema puedo utilizar para separarlo???

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  17. El corcho se separará naturalmente por flotación porque es menos denso que el agua salada, se puede retirar con una pinza. Luego, el agua salada se puede separar de la arena por filtración.

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  18. Hola, tengo una pregunta, ¿cómo se llama el método donde separo la clara de la yema de un huevo? Muchas Gracias, super buena la página.

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  19. hola, tengo una pregunta de sistema heterogeno formado por 3 fases que se pudan separar por dacantacion y tria

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  20. hola necesitoo ayudaa!!!!
    noc como separar: agua, aceite, sal, corcho y piedra! ayudaa porfaa!!! =)

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  21. TE FELICITO POR TU BLOGGER, Muy Didactico e interesante !!! EXITOS, saludos desde Colombia

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