Métodos de fraccionamiento de sistemas homogéneos

Los sistemas homogéneos que no sean sustancias puras se pueden fraccionar obteniendo sustancias puras.

Métodos de fraccionamiento

Destilación

Esta operación consiste en transformar un líquido en vapor y luego condensar el vapor por enfriamiento.

La destilación varía según el tipo de solución de que se trate.

a) Destilación simple

Se emplea este método para separar el disolvente de las sustancias sólidas disueltas en él.

Por ejemplo, para separar el agua de la sal. También se emplea para obtener agua destilada.

Para el caso de separar líquidos disueltos, estos deben tener puntos de ebullición que difieran suficientemente.

b) Destilación fraccionada

Se emplea para separar dos o más líquidos mezclados de diferentes puntos de ebullición.

La separación es más fácil si los puntos de ebullición de los líquidos son muy diferentes.

Los líquidos que destilan no son totalmente puros. Por ejemplo, si se destila alcohol y agua, al llegar le temperatura a los 78 °C se detiene y los vapores que condensan en el refrigerante son de alcohol con un resto de agua.

Luego que destiló el alcohol, la temperatura sube a 100 °C y destila agua con un resto de alcohol.

Para lograr obtener los líquidos puros se emplean las columnas fraccionadoras, deflegmadores o columnas rectificadoras. El fundamento de estas columnas es el siguiente: los vapores bien mezclados la recorren de abajo hacia arriba y los líquidos condensados lo hacen en sentido contrario. De este modo los vapores se enriquecen en el producto más volátil y se llega al vapor puro, si los elementos que forman la columna están en número suficiente.

En la industria se emplean torres de destilación o columnas fraccionadoras de platos.

c) Destilación al vacío o a presión reducida

Cuando los líquidos a destilar tienen puntos de ebullición elevados, se trata de evitar que alcancen esas temperaturas por el peligro de descomposición de las sustancias y por el costo del equipamiento. En estos casos se baja la presión para hacer que los líquidos ebullan a menor temperatura.

En la industria se emplean dispositivos de vacío como bombas e inyectores, estos logran bajar presión a 10 o 4 mm de Hg con lo que bajan notablemente el punto de ebullición de la sustancia a evaporar.

d) Destilación por arrastre con vapor

Hay muchos líquidos orgánicos insolubles en agua que presentan la propiedad de ser arrastrados por el vapor de agua, aún en el caso que presenten un punto de ebullición elevado.

En esta propiedad se basan los métodos de laboratorio e industriales de separación de compuestos orgánicos por medio del arrastre con vapor de agua.

e) Extracción por distribución o reparto

Cuando un soluto está disuelto en un disolvente se lo puede separar, en algunos casos, haciendo uso de otro disolvente no miscible con el anterior. En este caso el soluto se distribuye entre los dos disolventes.

Cristalización

Se emplea este método para separar sólidos que cristalizan de la solución en la que se hallan disueltos.

Consiste en general en disolver una sustancia en caliente para producir una solución saturada. Luego se la filtra, en caliente, para separar las impurezas insolubles y, finalmente, se enfría el filtrado, agitando para favorecer la formación de cristales.

Los cristales así formados se separan por filtración en frío y el filtrado constituye las denominadas "aguas madres".

Por ejemplo: sal de agua, azufre disuelto en sulfuro de carbono.

Si una solución de azufre en sulfuro de carbono se coloca en una cápsula de porcelana y se deja el sistema en reposo, luego de unas horas se forman cristales octaédricos de azufre.

La cristalización fraccionada se basa en la distinta solubilidad en un mismo disolvente de una serie de solutos.

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

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