Métodos de separación de fases
Los sistemas materiales que se presentan en el Universo aparecerán en algún de los tipos de mezclas, dispersiones y coloides.
La separación de los componentes de estos sistemas materiales resulta de interés para determinar experimentalmente la constitución de la materia para desarrollar las operaciones que permiten su separación para la obtención de productos de diversas aplicaciones.
Métodos de separación de fases
Se llama así al proceso por el cual de un sistema heterogéneo se separan los diversos sistemas homogéneos o fases que lo componen.
Solubilización
Permite separar un sólido de un líquido. Por ejemplo, agua de sal, se disuelve uno de los componentes del sistema: la sal en agua. Luego se completa con la filtración y la evaporación.
Filtración
La filtración permite separar una fase sólida de otra líquida, siguiendo con el ejemplo anterior, se puede separar la arena del agua salada.
Los filtros están construidos de materiales diversos que permitan retener al sólido sin contaminar la muestra. Por ejemplo, papel de distinta densidad o algodón. En la industria se emplean filtro prensa de una o más etapas, filtros de vacío y filtros de presión.
Evaporación
La evaporación permite separar un líquido de un sólido. Puede complementar a la filtración separando a la sal del agua del caso anterior. O directamente separar arena de agua con la recuperación del agua por condensación. En la minería, principalmente en las salinas, se emplea como una primera etapa para la concentración de la fase cristalina del agua por simple evaporación del agua por el calor del Sol.
Decantación
Se basa en la diferencia de densidades de los componentes. Puede emplearse para separar un sólido de un líquido o dos líquidos no miscibles de distintas densidades.
Para el caso sólido-líquido, por ejemplo, lodo de agua dejando que el sistema repose hasta que el agua sobrenadante sea límpida. Luego se retira el líquido de la parte superior con algún dispositivo de succión o por volcado.
Para el caso de líquido-líquido, por ejemplo, una emulsión de agua y aceite, de deja al sistema en reposo en un decantador hasta que se estratifiquen las fases. Luego se retira el líquido más denso (parte inferior) por medio de una válvula de regulación.
Centrifugación
Se basa en la diferencia de densidades de los componentes. Puede emplearse para separar un sólido de un líquido o dos líquidos no miscibles de distintas densidades. Es el mismo principio que la decantación, pero se realiza en equipos rotativos (centrífugas) que trabajan a altas velocidades acelerando el proceso.
Levigación
También llamado arrastre por una corriente de agua o arrastre por una corriente de aire. Se emplea para la separación de sólidos de distintas densidades.
La corriente de agua, por su velocidad, arrastra las partículas más livianas y deja las más pesadas. Es un método tradicional en minería, así se levigan las arenas auríferas; el agua arrastra a la arena y deja los trozos de rocas y pepitas de oro que sedimentan en canaletas especiales.
La separación por arrastre de aire (ventilación o soplado), se basa en usar una corriente de aire para separar partículas según su peso o tamaño, arrastrando las más livianas (como cáscaras de maní) y dejando las más pesadas (como el maní pelado). También se usa en agricultura y minería.
Lixiviación
Este método se basa en extraer una o más sustancias solubles de un material sólido, el mismo principio que la solubilización. Se emplea un disolvente que, luego, arrastra los componentes solubilizados. Se usa en minería.
Tamización
Este método se basa en la diferencia de granulometría de las fases, dicho de otro modo, las fases deben tener diferente tamaño de grano.
Consiste en hacer pasar por un tamiz, cedazo, criba o rejilla al sistema. En el tamiz quedarán retenidos los granos más grandes.
Sublimación
Se basa en la propiedad de algunos compuestos que pasan del estado sólido al de vapor (volatilización) y del estado de vapor al de sólido (sublimación) sin pasar por el estado líquido.
Por ejemplo, se emplea para separar yodo de arena.
Imantación
La imantación o separación magnética se basa en las propiedades magnéticas de algunos materiales. Como ejemplo típico citamos la separación de la limadura de hierro del azufre en polvo por medio de un imán. En la industria se emplean electroimanes para separar materiales magnéticos de otros previamente molidos.
Ejercicios resueltos de separación de fases
Problema nº 9 de materia y sistemas materiales, separación de fases
Problema nº 8 de materia y sistemas materiales, separación de fases
Problema nº 7 de materia y sistemas materiales, separación de fases
Bibliografía:
Héctor Fernández Serventi. "Química general e inorgánica". Losada S. A., Buenos Aires.
Beguet y Vissio. "Química General e Inorgánica". Cesarini Hnos. Buenos Aires.
Autor: Ricardo Santiago Netto. Argentina