Métodos de Separación de Sustancias

5.4 Métodos de separación de sustancias

Existen gran número de métodos para  separar  los  componentes que forman una mezcla; en realidad, cada mezcla implicará el uso  de uno o más métodos particulares para su separación en los componentes individuales.  Describiremos  brevemente  solo  algunos  de  estos métodos:

a) La decantación: Se utiliza para separar líquidos que no se disuelven entre sí (como agua y aceite) o un sólido insoluble en un líquido (como agua y arena). El aparato utilizado, es el embudo de decantación.

Para separar dos fases por medio de decantación, se debe dejar la mezcla en reposo hasta que la sustancia más densa se sedimente en el fondo. Luego dejamos caer el líquido por la canilla, cayendo en otro recipiente, dejando arriba solamente uno de los dos fluidos.

b) Filtración: La filtración es el método que se usa para separar un sólido  insoluble de un líquido. El estado de subdivisión del sólido es tal que lo obliga a quedar retenido en un medio poroso o filtro por el cual se hace pasar la mezcla.

Este método es ampliamente usado en varias actividades humanas, teniendo como ejemplos de filtros los percoladores para hacer café, telas de algodón o sintéticas, coladores o cribas caseros y los filtros porosos industriales, de cerámica, vidrio, arena o carbón. 

c) Destilación: La destilación se usa para separar dos líquidos miscibles (que se mezclan) entre sí, que tienen distinto punto de ebullición, como una mezcla de agua y alcohol etílico; o bien, un sólido no volátil disuelto en un líquido, como la mezcla de permanganato de potasio disuelto en agua.

El proceso de destilación se inicia al someter a altas temperaturas la mezcla. El líquido más volátil se evaporará primero, quedando el otro puro. Luego, la fase evaporada se recupera mediante condensación al disminuir la temperatura.

Según el tipo de mezcla que se desee separar, se contemplan dos tipos de destilación: la destilación simple en la cual se separan sólido y líquido; y la destilación fraccionada en la que se separan dos líquidos. En la segunda es en la que se obtiene una mejor separación de los componentes, si bien esta va a depender de qué tan alta sea la diferencia entre los puntos de ebullición de las diferentes fases.

Los métodos de destilación son ampliamente utilizados en la industria licorera, la petrolera y la de tratamiento de aguas, así como en los laboratorios.

d) La imantación: Se utiliza para separar materiales con propiedades magnéticas, es decir, que interactúan con un campo magnético, de otros que no tengan esa propiedad. Un ejemplo claro es la mezcla de arena y limaduras de hierro. 

 e) Cromatografía: La cromatografía comprende un conjunto de diversos métodos de separación de mezclas muy útiles en la industria como en la investigación. Se utiliza para separar e identificar mezclas complejas que no se pueden separar por otros medios. Existen varios métodos cromatográficos: de papel, de capa delgada o capa fina, de columna y de gas. Todos, sin embargo, utilizan como principio la propiedad de capilaridad por la cual una sustancia se desplaza a través de un medio determinado. El medio se conoce como fase estacionaria y la sustancia como fase móvil. Por ejemplo, si un refresco cae sobre una servilleta de papel, aquél busca ocupar toda la superficie de ésta. En este caso, la servilleta es la fase estacionaria y el refresco, la fase móvil.

Para que la fase móvil se desplace por la fase estacionaria debe existir cierta atracción entre ellas. La intensidad de esta atracción varía de una sustancia a otra, por lo que el desplazamiento se realiza a diferentes velocidades. La cromatografía aprovecha estas diferencias (de solubilidad) para separar una mezcla: el componente más soluble se desplaza más rápido por la fase estacionaria, y los otros quedan rezagados. Para identificar las sustancias se les puede agregar algún tipo de coloración antes de separarlas

f) Tamización: Esté método se utiliza para separar dos o más sólidos cuyas partículas poseen diferentes grados de subdivisión. Para ejecutar la tamización, se hace pasar la mezcla por un tamiz, por cuyas aberturas caerán las partículas más pequeñas, quedando el material más grueso dentro del tamiz. Un ejemplo en el cual se utiliza la tamización es en la separación de una mezcla de piedras y arena. 

g) La evaporación o cristalización: permite separar un líquido de un sólido disuelto en él, mediante el calor o la disminución de la presión. Para que este método funcione el sólido debe ser no volátil, de lo contrario se sublimará. Al final del proceso el líquido se ha transformado en gas y el sólido no volátil queda en el fondo del recipiente, en forma de cristales.

 h) Lixiviación: Este método de separación consiste en extraer, por medio de disolventes orgánicos, aceites esenciales de plantas aromáticas o medicinales. La lixiviación es común en la confección de perfumes, productos de limpieza y medicamentos.

De igual manera, se utiliza en la extracción de minerales en las minas como las esmeraldas, joyas, etcétera.