MÈTODES DE SEPARACIÓ DE MESCLES HETEROGÈNIES - QUIMICA - 2025

Els mètodes de separació de mescles heterogènies són aquells que busquen separar cadascun dels seus components o fases sense necessitat de realitzar cap reacció química. Normalment consisteixen de tècniques mecàniques que aprofiten la diferència en les propietats físiques d'aquests components.

Una barreja de fruites, formatge, olives i trossets de pernil exhibeixen una varietat de propietats físiques; però, el comensal es basa en els sabors i colors d'aquests ingredients a l'hora de separar-los servir un escuradents. Altres mescles necessària i lògicament requeriran de criteris i principis més selectius a l'hora de la seva separació.

Una barreja heterogènia formada per més d'un component pot separar-se mitjançant diversos passos o mètodes. Font: Gabriel Bolívar.

Suposem la barreja heterogènia de dalt. A simple vista s'aprecia que, si bé es tracta d'una mateixa fase (geomètrica i sòlida), aquesta posseeix components de diversos colors i figures. El primer tamís, de color ataronjat, permet que l'estrella passi a través d'ell mentre reté les altres figures. Similar succeeix amb el segon tamís i el octàgon turquesa.

Els tamisos separen en funció de les formes i mides de les figures. Altres tècniques, però, poden basar-se respecte a les densitats, volatilitats, masses moleculars, a més d'altres propietats físiques dels components per a poder separar-los.

Principals mètodes de separació de mescles heterogènies

- Separació magnètica

En l'exemple de la barreja geomètrica es va aplicar una tamisació, per a la qual també pot utilitzar-se un colador (com el de les cuines), un sedàs o un sedàs. Si totes les figures són massa petites per ser retingudes pel tamís, s'haurà d'acudir a una altra tècnica de separació.

Suposant que l'estrella ataronjada tingués la propietat de ser ferromagnètica, llavors podria ser remoguda mitjançant l'ús d'un imant.

A les escoles s'ha ensenyat aquesta separació magnètica barrejant sorra, sofre o serradures amb encenalls de ferro. La barreja és heterogènia a la vista: el color grisós fosc de les encenalls contrasta amb el seu entorn. A l'apropar-se-un imant, però, els encenalls de ferro s'aniran movent cap a ell fins emigrar de la sorra.

D'aquesta manera s'acaben separant els dos components de la mescla inicial. Aquesta tècnica només té utilitat quan un dels components és ferromagnètic a la temperatura en què es realitza la separació.

- Sublimació

Si a la barreja geomètrica hi ha una figura bastant fragrante o amb una pressió de vapor considerablement alta, llavors podrà sublimar aplicant un buit i escalfament. D'aquesta manera, per exemple, el octàgon turquesa, "sòlid i volàtil", es sublimés; és a dir, passarà de sòlid a vapor.

Els exemples més comuns i representatius són les mescles heterogènies amb iode. A l'escalfar-lentament, part dels cristalls negre-morats sublimaran en vapors morats. Tant la separació magnètica com la sublimació són els mètodes que menys es fan servir convencionalment. A la següent imatge es pot observar un procés de sublimació (gel sec):

- Decantació

La decantació pot utilitzar-se per dos tipus de mescles heterogènies. Font: Gabriel Bolívar.

Si en l'exemple de la barreja geomètrica algunes de les figures haguessin quedat clavades sobre el recipient, llavors aquelles que aconsegueixen moure serien separades. Això és el que es coneix per decantació. A la imatge superior es mostren dues mescles aquoses: un líquid-sòlid (A), i una altra líquid-líquid (B).

Barreja líquid-sòlid

En el recipient d'A tenim un sòlid en el fons, fortament adherit a la superfície de l'vidre (de tractar-se d'un Beaker). Si la seva adhesió és tal, llavors el líquid pot abocar o decantar-se en un altre recipient sense cap problema. El mateix es pot fer en el cas en què aquest sòlid sigui molt dens i, curosament, la decantació es realitza de la mateixa manera.

Barreja líquid-líquid

En el recipient de B, però, el líquid negre, immiscible i més dens que l'aigua, es mou si s'inclina la barreja; per tant, si intentem decantar com abans, el líquid negre també es colarà juntament amb l'aigua. Es recorre llavors a un embut de decantació per solucionar aquest problema.

Dit embut té forma de pera, virolla allargat o de bambolina, i en ell s'aboca la barreja B. Per la broquet estret de baix, es decanta el líquid negre manipulant una clau de pas, de tal manera que degoti lentament. Després, a la boca de dalt es separa l'aigua perquè no es contamini amb els residus de el líquid negre.

- Filtració

Si la barreja líquid-sòlid no pot decantar-se, com succeeix en la immensa majoria de les vegades i en els quefers diaris de laboratori, llavors es recorre a la filtració: el mètode més comú per a separar mescles heterogènies. Es tracta de la versió mullada de la tamisació.

Tornant a la barreja A de l'apartat anterior, suposem que el sòlid negre no mostra molta afinitat pel vidre, de manera que no s'adhereix a ell, ia més roman suspès amb partícules de diferents mides. No importa quant s'intenti decantar, sempre s'anirà a el recipient receptor part d'aquest molest sòlid.

Es realitza doncs, la filtració en lloc de la decantació. Es intercanvia tamís per un paper filtre amb porus de diferents diàmetres. A través d'aquest paper es passarà l'aigua mentre que a el mateix temps retindrà el sòlid negre.

Si es té intencions de treballar amb el sòlid després o analitzar-lo, llavors s'ha de fer la filtració amb un embut Buchner i un kitasato, amb els quals s'ha d'aplicar buit dins de l'recipient receptor. D'aquesta manera es millora el rendiment de la filtració a la vegada que s'asseca (no calcina) el sòlid sobre el paper. A la següent imatge s'observa un procés de filtració:

- Centrifugació

Centrifugadora. Font: Matt Janicki via Flickr

Hi ha barreges que són homogènies a simple vista, però que en realitat són heterogènies. Les partícules de sòlid són tan petites que la gravetat no les atrau cap al fons, i tampoc el paper filtre aconsegueix retenir-les.

En aquests casos es recorre llavors a la centrifugació, amb la qual gràcies a l'acceleració les partícules experimenten una força que les empenyen cap al fons; tal com si la gravetat augmentés diverses vegades. El resultat és que s'obté una barreja (semblant a B) de dues fases, de la qual es pot prendre o pipetearse el sobrenedant (la part de dalt).

La centrifugació s'executa constantment quan es vol separar el plasma de les mostres de sang, o el contingut de greix de la llet.

referències

1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Química. (8va ed.). Cengage Learning.
2. Good Science. (2019). Separation of mixtures. Recuperat de: goodscience.com.au
3. Online Lab. (2012). Separation of mixtures Using Different Techniques. Recuperat de: amrita.olabs.edu.in
4. Wikipedia. (2019). Separation process. Recuperat de: en.wikipedia.org
5. Parnia Mohammadi & Roberto Dimaliwat. (2013). Separating mixtures. Recuperat de: teachengineering.org
6. Susana Morales Bernal. (Sf). UNIT 3: Pure substances and mixtures. Recuperat de: claseshistoria.com
7. Education Services Austràlia. (2013). Year 7, unit 1: Mixing and separating. Recuperat de: scienceweb.asta.edu.au