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separación de mezclas de materiales de construcción ...

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Fac. Ingeniería civil

Laboratorio N1 Separación de mezclas

PRESENTADO POR: Diego Mauricio Rodríguez Cristian David Velasco Carlos Andrés Matallana Rolando Saavedra

Presentado A: ROS MERY PIÑEROS

Grupo: 13

UNIVERSIDAD LA GRAN COLOMBIA FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL 27 DE FEBRERO DEL 2014 QUÍMICA GENERAL BOGOTÁ D.C.

Fac. Ingeniería civil

OBJETIVOS Objetivo general



Utilizar algunos de los diferentes métodos para realizar la separación de mezclas

como

(decantación,

cristalización,

evaporación,

filtración,

destilación) siendo estas homogéneas o heterogenias. Objetivos específicos



Diferenciar las diferentes clases de mezclas para usar el tipo método de separación más acertado para cada ensayo.



Tener precaución en el uso de los elementos del laboratorio para no afectar las muestras y los datos a obtener.



Tener muy claro cuando se realiza o está iniciando y finalizando una separación para no aplicar el método y terminar con la misma mezcla simplemente transferida a otro recipiente

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Marco teórico La separación de mezclas

En un estado natural de las sustancias generalmente forman mezclas. Existen métodos para separar el componente que las forman por lo cual se debe tomar en cuenta el estado natural de la mezcla y de sus componentes. Existe gran cantidad de sustancias químicas que, para identificarlas, se separan en sistemas homogéneos sencillos para conocer su utilización y composición, utilizan procesos que reciben el nombre de Análisis Químicos. Hay varios métodos para separar los componentes de una mezcla. En el laboratorio son comunes los siguientes: 

Decantación.



Filtración.



Destilación.



Cristalización.



Filtración.

La decantación: Se usa para separar mezclas formadas por sólidos y líquidos o por más de dos o más líquidos no miscibles (no solubles). Consiste en dejar reposar el líquido que contiene partículas sólidas en suspensión. Luego se transvasa con cuidado el líquido (menos denso) a otro recipiente, puede utilizarse una varilla de vidrio a fin de retenerse alguna partícula sólida que trate de pasar. Esta técnica se utiliza también con líquidos no miscibles, como el agua y el aceite. Se emplea con frecuencia el embudo de separación o de decantación. Se coloca en el embudo la mezcla y cuando se hayan diferenciado las dos partes, abre la llave y se separan los líquidos. La capa superior pertenece al líquido menos denso y queda dentro del embudo. (Figura 1)

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La filtración Se usa para separas sólidos no solubles en líquidos. La separación se hace por medios porosos que retienen las partículas sólidas y dejan pasar el líquido; algunos son: 

Papel de filtro.



Fieltro.



Porcelana Porosa.



Algodón.



Lana de vidrio.



Arena.



Carbón.

Destilación Las soluciones (sistemas homogéneos) o mezclas de líquidos miscibles pueden separarse por cambios de estado “Congelación , Evaporación y Condensación” para separar los componentes de una solución se emplea con frecuencia la destilación; también se usa para purificar las sustancias líquidas. El agua se destila con el fin de eliminar las sales contenidas en ésta. La destilación se basa en la diferencia de los puntos de ebullición de sus componentes. Se calienta la solución y se concentran los vapores, la sustancia que tiene menor punto de ebullición (más volátil9 se convierta en vapor antes que la otra, ésta primera sustancia se hace pasar al condensador para llevarla a estado líquido. (Figura 3). Cristalización En éste proceso se utilizan los puntos de solidificación, la solución se enfría hasta que uno de sus componentes alcance el punto de solidificación, y se cristalice. Se emplea además para purificar sólidos, disolviendo un sólido impuro en el disolvente adecuado en caliente. Al bajar la temperatura, el primer sólido se cristaliza, con lo cual quedará libre de impurezas. Cristalización Es el método no solo de separación de sólidos, sino de purificación de sustancias; se basa en la diferencia de los puntos de solidificación de los componentes de la mezcla. El soluble impuro se disuelve en un solvente adecuado hasta saturación, en cliente; se deja enfriar la solución lentamente para que se produzca la cristalización. Se separa los cristales por filtración, se lavan con solvente puro y se dejan secar si algunas impurezas cristalizan con la sustancia problema, se recurre a una re cristalización.

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Evaporación Es la separación de un sólido disuelto en un líquido, por calentamiento hasta que se transforma en vapor. Como no todas las sustancias se evaporan con la misma rapidez, el sólido disuelto se obtiene en forma pura Materiales y equipos a utilizar Para realizar un experimento es necesaria la utilización de distintos materiales, nosotros para realizar nuestro experimento hemos empleado los siguientes

 Embudo. Un embudo es un instrumento que sirve para filtrar. Puede ser de plástico o de cristal, El embudo es un material empleado para canalizar líquidos y materiales gaseosos granulares en recipientes con bocas angostas. Es decir, es utilizado para evitar el derrame del líquido al moverlo de un envase a otro.  Balanza. Objeto en el cual se utiliza para pesar diferentes materias, por medio de un contra peso en movimiento a lo largo de la escala marcada en un brazo alargado.

 PAPEL FILTRO: Es un papel que se corta en forma de circunferencia y se introduce en un embudo de filtración, con el fin de filtrar toda aquella impureza y dar paso a la solución.

 BALON DE FONDO PLANO: Son recipientes de vidrio específicos, provistos de un cuello alargado, algunos van marcados con ciertas medidas para determinada capacidad.

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 PROBETA GRADUADA: Se utilizan en los análisis químicos para obtener volúmenes de químicos en una forma aproximada, fuera de ellos es un recipiente cilíndrico de vidrio con una base ancha que por lo general que en la parte tiene un pico para verter el liquido con mucha mas facilidad.

 CAPSULA DE PORCELANA: Se utiliza para la separación de mezclas por evaporación y para someter al calor a ciertas sustancias que requieren de elementos a elevadas temperaturas.

 ERLENMEYER: Son matraces de paredes rectas muy usadas para las valoraciones que se pueden calentar directamente sobre la rejilla.

 TUBO

REFRIGERANTE: Un tubo refrigerante o condensador es un aparato de laboratorio, construido en vidrio, que se usa para condensar los vapores que se desprenden del matraz de destilación, por medio de un líquido refrigerante que circula por éste, usualmente agua.

 MANTA DE CALENTAMIENTO: Ésta manta sirve para calentar matraces esféricos de forma delicada y uniforme, se puede utilizar para el extractor soxhelt, para hacer reflujos, destilaciones, etc. Éste equipo es fabricado con cubierta de aluminio y mueble de acero con recubrimiento epoxi poliéster, el calentador es de fibra de vidrio con resistencia cromo-níquel. Se suministra con barras soporte de 70cm de altura de acero inoxidable donde se puede fijar la vidriería, los clamps y pinzas se venden por separado.

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Normas generales

  

No fumes, comas o bebas en el laboratorio. Utiliza una bata y tenla siempre bien abrochada, así protegerás tu ropa.



No lleves bufandas, pañuelos largos ni prendas u objetos que dificulten tu movilidad. Procura no andar de un lado para otro sin motivo y, sobre todo, no corras dentro



Guarda tus prendas de abrigo y los objetos personales en un armario o taquilla y no los dejes nunca sobre la mesa de trabajo.

del laboratorio.

      

Si tienes el cabello largo, recógetelo. Dispón sobre la mesa sólo los libros y cuadernos que sean necesarios. Ten siempre tus manos limpias y secas. Si tienes alguna herida, tápala. No pruebes ni ingieras los productos. En caso de producirse un accidente, quemadura o lesión, comunícalo inmediatamente al profesor. Recuerda dónde está situado el botiquín. Mantén el área de trabajo limpia y ordenada.

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Normas para manipular instrumentos y productos

         

Antes de manipular un aparato o montaje eléctrico, desconéctalo de la red eléctrica. No pongas en funcionamiento un circuito eléctrico sin que el profesor haya revisado la instalación. No utilices ninguna herramienta o máquina sin conocer su uso, funcionamiento y normas de seguridad específicas. Maneja con especial cuidado el material frágil, por ejemplo, el vidrio. Informa al profesor del material roto o averiado. Fíjate en los signos de peligrosidad que aparecen en los frascos de los productos químicos. Lávate las manos con jabón después de tocar cualquier producto químico. Al acabar la práctica, limpia y ordena el material utilizado. Si te salpicas accidentalmente, lava la zona afectada con agua abundante. Si salpicas la mesa, límpiala con agua y sécala después con un paño. Evita el contacto con fuentes de calor. No manipules cerca de ellas sustancias inflamables. Para sujetar el instrumental de vidrio y retirarlo del fuego, utiliza pinzas de madera. Cuando calientes los tubos de ensayo con la ayuda de dichas pinzas, procura darles cierta inclinación. Nunca mires directamente al interior del tubo por su abertura ni dirijas esta hacia algún compañero.



Todos los productos inflamables deben almacenarse en un lugar adecuado y separados de los ácidos, las bases y los reactivos oxidantes.



Los ácidos y las bases fuertes han de manejarse con mucha precaución, ya que la mayoría son corrosivos y, si caen sobre la piel o la ropa, pueden producir heridas y





quemaduras importantes. Si tienes que mezclar algún ácido (por ejemplo, ácido sulfúrico) con agua, añade el ácido sobre el agua, nunca al contrario, pues el ácido «saltaría» y podría provocarte quemaduras en la cara y los ojos. No dejes destapados los frascos ni aspires su contenido. Muchas sustancias líquidas (alcohol, éter, cloroformo, amoníaco...) emiten vapores tóxicos.

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PROCEDIMIENTOS Procedimiento Nº1 SEPARACION POR EVAPORACION Y DESTILACION



medir 50 ml de la muestra problema en un Erlenmeyer



pesar la muestra + Erlenmeyer



agregar los 50 ml de la muestra en el balón de vidrio previamente montado en la manta de calentamiento



colocar el condensador previamente sellado sin salida de vapor y también colocar el termómetro



añadir flujo de agua para su previa refrigeración usando el tubo refrigerante.



Colocar un Erlenmeyer en la salida del condensador para su previa recolección de muestra.

Procedimiento Nº2 SEPARACION POR FILTRACION Y CRISTALIZACION



Pese la hoja de papel filtro



Pesar el papel filtro más 2 gr de muestra (arena+NaCl+Zn) y describirla



Calentar 2 ml de agua y adicionar a la muestra



Colocar el papel filtro y la muestra resultante en un horno para el secado de las partículas



Ahora pesar la muestra con un vidrio de reloj previamente seca

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Procedimiento Nº3 SEPARACION POR DECANTACION



Hacemos el montaje del embudo de decantación.



Colocamos agua y aceite en el embudo de decantación



En la parte inferior colocamos un Erlenmeyer para tomar una de las muestras.



Abrimos la llave del embudo de decantación a una velocidad de goteo.



Estar muy pendientes en el momento que termine la separación para que no se mezclen de nuevo el agua y el aceite.

Datos obtenidos en el laboratorio

objeto papel filtro muestra agua biker muestra Muestra (arena)

experimento 1 gr observación 0.67 ambiente 2.02 ambiente 2 ml ambiente 52.098 2.477 desp. acido 1.278 seca (horno)

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%arena=

%arena=

Características de la muestra



Color grisáceo



Partículas pequeñas



Apariencia sólido blanco o claro



Partículas amarillas



densidad NaCl: 2,2 ×103 kg/m3



densidad Zn: 7140 kg/m3

masa arena ∗100 masa muestra

1.278 gr ∗100=63.26 % 2.02 gr

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Experimento N2 (Separación de la segunda muestra)

Destilación Datos obtenidos en el laboratorio experimento 2 objeto gr observación muestra 50ml liquido muest+ biker 99.182 Erlenmeyer 1 48.886 Erlenmeyer 2 46.54 etanol+elerm1 61.724 liquido agua+ elerm2 48.091 liquido etanol 12.838 Soluto agua 1.551 solvente vol etanol 20 ml

Cálculos

%soluto=

masa soluto ∗100 masatotal

%soluto=

12.838 gr ∗100 =25.52% 50.296 gr

%solvente=

masa solvente ∗100 masatotal

%solvente=

1.551 gr ∗100=3.08 % 50.296 gr

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Características de la muestra



Liquido



Densidad de la acetona: 791,00 kg/m³



Transparente



Densidad del agua: 1.000,00 kg/m³



Capilaridad



Ebullición agua 68C



Ebullición acetona 78.4 C

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CONCLUSIONES



El informe el cual trata sobre la "separación de mezclas", lo cual tiene una gran importancia porque se conoce sobre propiedades, sobre los instrumentos y métodos adecuados para elaborar dichas mezclas o bien separarlos.



La correcta separación de mezclas nos ayuda a poner en práctica todos los métodos que se presentaron, para separar mezclas



Al observar e investigar sobre dicha información "Separación de Mezclas", e llegado a entender que para realizar cualquier separación de mezclas primero debemos saber sobre su estado físico, características y propiedades.



Es interesante realizar una mezcla, pero es más importante tener claro cuales componentes se mezclan para que la hora de separar usemos la técnica más adecuada.

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BIBLIOGRAFIA

http://quimicalibre.com/metodos-de-separacion-de-mezclas/ http://www.slideshare.net/fransanm/metodos-fisicos-separacin-mezclas http://docencia.udea.edu.co/cen/tecnicaslabquimico/02practicas/practica08.htm http://www.buenastareas.com/ensayos/Metodo-De-Separacion-De-ComponentesEn/22437.html...