Métodos de Separación de Mezclas

Separación de Mezclas Heterogéneas

En las mezclas heterogéneas, se distinguen sus componentes y la **composición no es igual** en todos los puntos de la mezcla.

• Cribado (o Tamizado)

  Separación de sólidos de distinto tamaño, por ejemplo, arena y grava. Se separan con un tamiz o cedazo que deja pasar a los sólidos de menor tamaño y retiene los grandes (dibujo 1).

• Filtración

  Es la separación de sólidos y líquidos usando un filtro que posee poros por los que pasa el líquido, quedando el **sólido retenido** sobre él (dibujo 2).

• Separación Magnética

  Sirve para separar materiales **ferromagnéticos** (como el hierro, cobalto o níquel) de la mezcla, aprovechando que son atraídos por un imán. Se coloca la mezcla que contiene el material ferromagnético y se pasa un imán sobre ella; el material se adhiere al imán, separándolo (dibujo 3).

• Decantación

  Se utiliza para separar **líquidos no miscibles** (aquellos que no se pueden mezclar o que con el tiempo se separan en dos fases, como agua y aceite). El componente más denso estará abajo y el menos denso arriba. Se vierte la mezcla en un embudo de decantación y se abre la llave o grifo, dejando pasar primero el líquido más denso (dibujo 4).

Separación de Mezclas Homogéneas (Disoluciones)

• Cristalización

  Se usa para separar sales del líquido en el que están disueltas. Las sales están formadas por **iones** (átomos con carga eléctrica) (dibujo 5). Cuando los iones se juntan, forman una **red cristalina**, estando muy empaquetados. Para que se formen los cristales, la sal tiene que estar muy concentrada, por lo que el recipiente usado suele tener la boca muy ancha (dibujo 6). Cuando el agua se evapora, la sal se concentra. Este proceso funciona mejor si está en **reposo y en frío** para que los iones se muevan más lento (dibujo 7).

• Destilación

  Es la separación de líquidos disueltos, por ejemplo, una disolución de alcohol y agua, o la gasolina disuelta en el petróleo. Se basa en que los líquidos tienen **puntos de ebullición muy distintos**. Al calentar y llegar al punto de ebullición del componente más volátil, este pasa a estado gaseoso mientras el otro permanece líquido. La temperatura no sube hasta que el componente volátil se ha evaporado completamente, impidiendo que el otro hierva. Ejemplo: Separar alcohol etílico y agua (dibujo 8).

• Cromatografía

  Es la separación de los componentes de una mezcla aprovechando que se mueven a **distinta velocidad** a través de un material estacionario, arrastrados por otro llamado **eluyente** (fase móvil). El ejemplo más conocido es la separación de los componentes de la tinta, usando papel como soporte (fase estacionaria) y disolventes como eluyentes. Los disolventes que pueden usarse son: agua (polar), alcohol (menos polar que el agua) y éter (apolar). Al ascender, el eluyente arrastra a los componentes de la tinta; si un componente es más soluble en ese líquido, sube más (dibujo 9).

Solubilidad y Saturación

La **solubilidad** es la capacidad que tiene un disolvente de disolver un sólido, o la máxima cantidad que puede disolver. A la máxima concentración posible se le llama solubilidad, y decimos que la disolución está **saturada**. Si añadimos más sal, esta no se disolverá y caerá al fondo.

La solubilidad depende de la **temperatura** y cada sal tiene su propia solubilidad para cada temperatura (y para cada disolvente). Generalmente, al calentar, se disuelve más cantidad y también más rápido.

Evolución de los Modelos Atómicos

1. Modelo Atómico de Thomson (1897)

Thomson trabajaba con **tubos de descarga** (ampollas de vidrio al casi vacío) conectados a una pila de alto voltaje y una zona con un material fluorescente que servía de pantalla (dibujo 10). Observó que aparecía una zona luminosa en la pantalla y propuso que esta se debía a rayos de partículas provenientes de la ruptura de los átomos del poco gas que había en el tubo.

La parte negativa se movía muchísimo más rápido que la positiva, por lo tanto, la parte negativa era pequeña y la atribuyó a los **electrones**. Propuso que el átomo era una masa grande y esponjosa con carga positiva, y los electrones estaban incrustados en ella (Modelo del «Pudín de Pasas»). Este modelo es **falso** y fue sustituido por el de Rutherford.

2. Modelo Atómico de Rutherford (1911)

Rutherford trabajaba con **sustancias radiactivas**, que son sustancias que emiten partículas de tres tipos:

• Partículas alfa (muy pesadas y carga +2).
• Partículas beta (electrones emitidos por el núcleo).
• Radiación gamma (radiación electromagnética, las más peligrosas).

Bombardeó una lámina muy fina de oro con partículas alfa, colocando una pantalla fluorescente al otro lado (dibujo 11). Si los átomos fueran grandes y esponjosos (como proponía Thomson), las partículas alfa deberían atravesarla sin problema. Sin embargo, Rutherford observó que algunas partículas alfa **rebotaban** en la lámina de oro y otras eran **desviadas**. Esto indicaba que dentro del átomo debía haber algo muy duro y pequeño donde la masa estuviera muy condensada.

Con base en estos resultados (dibujo 12), propuso que el átomo está compuesto por un **núcleo positivo** donde se concentra casi toda la masa, siendo muy denso y con carga positiva. Los electrones se mueven a grandes distancias, girando alrededor del núcleo a gran velocidad, y no escapan porque el núcleo (+) los atrae (-) electrostáticamente, de forma análoga a cómo los planetas giran alrededor del sol.

3. Modelo Atómico de Bohr (1913)

Bohr explicó el origen de los **espectros atómicos** y pudo calcular la energía de las bandas, aunque con total exactitud solo se podían explicar los espectros del hidrógeno. Este modelo fue superado por el **Modelo Mecano-Cuántico**, que establece que no se puede saber exactamente dónde está el electrón, sino solo la **zona de probabilidad** donde se encuentra.

4. Transiciones Electrónicas (Según Bohr)

Cuando un electrón salta a una órbita interna (de menor energía), **emite un fotón**. Cuando salta a una órbita más externa (de mayor energía), **absorbe un fotón**.

5. Diferencia entre Órbita y Orbital

La **órbita** (concepto de Bohr) no tiene subcapas en su composición. El **orbital** (concepto Mecano-Cuántico) es la región del espacio donde existe la mayor probabilidad de encontrar un electrón, y está compuesto por subcapas energéticas.