Métodos de Separación de Mezclas

La separación es el proceso al cual una mezcla se somete para dividir sus sustancias y mantener su identidad natural.

Naturalmente, las sustancias puras que conforman una mezcla no se separan por sí solas. Sin embargo, para un laboratorio de química es indispensable obtener estas sustancias de manera independiente para conocer sus estructuras y sus propiedades.

Es por ello, que conforme avanza la ciencia, han surgido una serie de métodos para separar estas mezclas, pero, qué es esto y de qué se trata, veámoslo a continuación.

¿Qué son los Métodos de Separación de Mezclas? 

También conocidos como métodos de separación de fases, son los distintos procedimientos físicos que tienen la cualidad de separar los componentes que integran una mezcla.

Para que este proceso cumpla su objetivo, debe realizarse con mezclas que conserven sus propiedades químicas luego de la separación. Por lo que debemos evitar aquellas reacciones que puedan llegar a alterar sus propiedades o den origen a nuevas sustancias.

Cada componente tiene características muy específicas (punto de ebullición, densidad, tamaño, punto de fusión, entre otras), y es por ello que debemos ejecutar el método que mejor se adecúe a la sustancia.

Cabe destacar que estos métodos son viables tanto en mezclas homogéneas como en mezclas heterogéneas, siempre y cuando no exista ningún tipo de cambio en la naturaleza de los componentes. Según la técnica utilizada, se alcanzarán resultados más o menos puros.

Antes de continuar veamos las diferencias entre estos dos tipos de mezclas.

¿Qué son las Mezclas Homogéneas y Heterogéneas? 

Una mezcla heterogénea es distinguible a simple vista, por lo tanto, su distribución no resulta uniforme. Estas mezclas presentan al menos dos fases distintas (sólido y líquido). Por ejemplo, un plato de sopa con verduras vendría siendo una mezcla heterogénea.

Contrario a lo anterior, las mezclas homogéneas, son aquellas que sus componentes se encuentran mezclados, por lo que es imposible identificarlos por separado a simple vista, esto debido a la distribución uniforme que adoptan. También se les conoce como solución o disolución. Un ejemplo de este tipo de mezclas es una taza de té hirviendo. 

Métodos de Separación de Fases 

Cristalización 

Método utilizado para realizar la separación de una mezcla sólida en un líquido (azúcar en agua). Consiste en calentar la mezcla para evaporar el líquido y dejarla enfriar, de tal forma que el soluto quede hasta el fondo del recipiente en forma de cristales.

El tamaño de los cristales dependerá de la velocidad de evaporación con la que se ejecute la técnica.

Evaporación

Uno de los métodos que tiene la cualidad de separar un sólido de un líquido en una mezcla homogénea. Únicamente se emplea cuando el punto de fusión del sólido es mayor al punto de ebullición del componente líquido. Ya que esta técnica se emplea cuando no se tiene interés alguna en el líquido.

Destilación 

El propósito de la destilación es separar dos o más líquidos que tienen distintos puntos de ebullición. Primeramente, se usa la evaporación, para después conseguir condensarlas por medio de la condensación. Ejecutando esto, se consigue separar mezclas homogéneas de líquidos.

Para llevar a cabo dicho método se requiere un equipo de destilación. Mismo donde se coloca la mezcla, se procede a calentar, y la sustancia con el menor punto de ebullición pasa al refrigerante. De esta manera podemos separar y almacenar los componentes que integran a la mezcla de forma independiente.

Sedimentación 

Prácticamente, es el paso previo a la decantación. Como su nombre lo expresa, este método consiste en separar mezclas mediante el reposo; por lo que su principio se basa en la diferencia de densidades de los componentes de la mezcla. Normalmente, se utiliza para separar mezclas heterogéneas de un sólido en un líquido.

Uno de los ejemplos más concretos, es la separación de granos de arena en agua. Reposando la mezcla, las partículas con mayor tamaño de arena se almacenan en el fondo del recipiente (precipitan), y de este modo se llega al sedimento.

Decantación 

Utilizada normalmente para separar dos líquidos que tienen diferentes densidades, o bien, un sólido que no se disuelve dentro de un líquido. Este método se basa en la diferencia entre las densidades de cada uno de los componentes.

Consiste en utilizar un embudo de decantación, donde se deja la mezcla en estado de reposo hasta que el componente con mayor densidad se vaya hasta el fondo. La válvula del instrumento de decantación se abre para dejarlo salir, y posteriormente se cierre en el momento idóneo para que el componente menos denso permanezca en el interior.

Filtración 

Esta operación consiste en separar mezclas heterogéneas de un sólido imposible de disolver en un líquido. Para llegar a ello, se utiliza un papel filtro que tiene la función de retener al elemento sólido en la superficie y dejar pasar el líquido. Estos papeles tienen un tamaño de poro para cada sustancia.

Un ejemplo del día a día, es la filtración del café.

Centrifugación

Se emplea para separar componentes de diferentes densidades. Para ello, se coloca la mezcla dentro de un equipo especializado conocido como centrífuga, que ejerce el movimiento de rotación de manera constante; esto provoca que las partículas que tengan mayor densidad se almacenen en el fondo, y por el contrario, las de menor densidad se quedan en la parte superior.

Imantación 

Para que este método pueda ser utilizado, uno de los componentes dentro de la mezcla debe poseer cualidades magnéticas, mientras que el otro, no debe compartir esto. La separación se realiza pasando un imán por encima de la mezcla para que el elemento magnético logre adherirse, y el otro componente quede intacto.

Cromatografía 

Se utiliza para separar mezclas mucho más complejas que no respondan a otros métodos de separación. Hay un proceso utilizado en este método conocido como capilaridad, que permite el avance de una sustancia a través de un medio particular. 

Gracias a la capilaridad es que se llega a dos fases conocidas como: fase móvil y fase estacionaria. En la fase móvil el componente avanza, mientras que la estacionaria es sobre la que se avanza. 

Para que se pueda llevar a cabo, ambos componentes deben ser afines a estas fases.