PRACTICA 4: Métodos de separación de mezclas

PRACTICA 4: MÉTODOS DE SEPARACIÓN DE MEZCLAS.

INSTITUTO DE EDUCACION DE AGUASCALIENTES

ESCUELA  SECUNDARIA  TÉCNICA  NO. 1

“JOSÉ  REYES  MARTÍNEZ”

CICLO ESCOLAR: 2015 – 2016

ASIGNATURA: QUIMICA

PRACTICA 4

GRADO: 3º   GRUPO: “B” NL:28

PROFESORA: MARCELA MARMOLEJO DOMINGUEZ

IRENE PLASCENCIA VILLALOBOS

INTEGRANTES:

Rocio Saldaña Rivera #36

Irene Plascencia Villalobos #28 3bireneplascenciav29.blogspot.mx/

Jose Ignacio Ponce Lomeli #29 3bjoseponcel30.blogspot.mx

Roberto Rangel Marquez #30 3brobertorangelm31.blogspot.com

Diego Misael Raygoza Barbosa #31 3bdiegoraygozab32.blogspot.mx

Fernando Jair Reyes Azcona #32 3bFernandoJairReyesA33.blogspot.com

Fernando Robles Catorena #33 3Bfernandoroblesc34.blogspot.com

Nancy Valeria Rodriguez Ramirez #34 3bnancyrodriguezr35.blogspot.com

1a. PARTE: CRISTALIZACIÓN

OBJETIVO:

Obtener un gran cristal de sulfato de cobre a partir de una disolución sobresaturada.

INVESTIGACIÓN:  La cristalización es un proceso por el cual a partir de un gas, un líquido o una disolución los iones, átomos o moléculas establecen enlaces hasta formar una red cristalina, la unidad básica de un cristal. La cristalización se emplea con bastante frecuencia en Química para purificar una sustancia sólida.

Es el proceso mediante el cual se obtienes solidos cristalinos a partir de sus mezclas. Un sólido cristalino posee en su estructura interna un ordenamiento regular de sus partículas (átomos, iones o moléculas) formando figuras geométricas regulares.

IMPORTANCIA EN LA INDUSTRIA:  En muchos casos, el producto que sale para la venta de una planta, tiene que estar bajo la forma de cristales. Los cristales se han producido mediante diversos métodos de cristalización que van desde los más sencillos que consisten en dejar reposar recipientes que se llenan originalmente con soluciones calientes y concentradas, hasta procesos continuos rigurosamente controlados y otros con muchos pasos o etapas diseñados para proporcionar un producto que tenga uniformidad en la forma, tamaño de la partícula, contenido de humedad y pureza. Las demandas cada vez mas crecientes de los clientes hacen que los cristalizadores sencillos por lotes se estén retirando del uso, ya que las especificaciones de los productos son cada vez más rígidas.

La cristalización es importante como proceso industrial por los diferentes materiales que son y pueden ser comercializados en forma de cristales. Su empleo tan difundido se debe probablemente a la gran pureza y la forma atractiva del producto químico sólido, que se puede obtener a partir de soluciones relativamente impuras en un solo paso de procesamiento. En términos de los requerimientos de energía, la cristalización requiere mucho menos para la separación que lo que requiere la destilación y otros métodos de purificación utilizados comúnmente. Además se puede realizar a temperaturas relativamente bajas y a una escala que varía desde unos cuantos gramos hasta miles de toneladas diarias. La cristalización se puede realizar a partir de un vapor, una fusión o una solución. La mayor parte de las aplicaciones industriales de la operación incluyen la cristalización a partir de soluciones. Sin embargo, la solidificación cristalina de los metales es básicamente un proceso de cristalización y se ha desarrollado gran cantidad de teoría en relación con la cristalización de los metales.La cristalización consiste en la formación de partículas sólidas en el seno de una fase homogénea.

Las partículas se pueden formar en una fase gaseosa como en el caso de la nueve, mediante solidificación a partir de un líquido como en la congelación de agua para formar hielo o en la manufactura de monocristales, o bien por cristalización de soluciones líquidas.

Se puede decir que la cristalización es un arte, dando a entender que la realidad técnica es sobrepasada en ocasiones por todos los factores empíricos que están involucrados en la operación.Estos sistemas geométricos son constantes para los cristales del mismo compuesto químico, independientemente de su tamaño. Los cristales son la forma más pura de la materia, su bien sucede que precipitan simultáneamente cristales de varias sustancias formando soluciones sólidas de varios colores como son los minerales como el mármol veteado, el jade, onix, turquesas, etc., en los cuales cada color es de cristales de una sal diferente. Sin embargo cuando cristaliza solamente un solo compuesto químico, los cristales son 100% puros.Además de su forma geométrica, los cristales son caracterizados por su densidad, su índice de refracción, color y dureza.

¿COMO SE FORMAN LOS CRISTALES EN LA NATURALEZA?:Como todo lo demás en la naturaleza, los cristales están formados por átomos. Si un mineral tiene planos lisos, conocidos como superficies de cristal, y sus átomos se agrupan en patrones regulares, entonces ese mineral es un cristal. Todos los minerales pertenecen a seis sistemas cristalinos: cúbico (pirita), hexagonal (cuarzo), tetragonal (Zuecon), ortorrómbico (topacio), monoclínico (malaquita) y triclínico (axinita). El contenido químico y una amplia gama de condiciones ambientales determinan cómo crecen los cristales en un área específica.Los cristales se forman debajo de la superficie de la Tierra. La creación ígnea se produce cuando los minerales se cristalizan a partir de fusión de rocas. La creación metamórfica se produce cuando los minerales se forman debido a la presión excesiva y al calor excesivo. Los minerales sedimentarios se forman por la erosión y la sedimentación. El agua, la temperatura, la presión y la buena fortuna, juegan un papel en la creación de cristales.

MATERIAL:

• Sistema de calentamiento (soporte universal con anillo, tela de alambre con asbesto, mechero bunsen)
• 1 vaso de precipitado 250 ml
• Agitador
• Mortero con pistilo.
• 1 vaso desechable
• Balanza granataria
• Hilo
• Masking tape.

SUSTANCIAS:

• Agua de la llave.
• Sulfato de cobre (II): su solubilidad es de 5 gr en 20 ml a 20ºC

PROCEDIMIENTO:

1. Calienta 20 ml de agua sin que llegue al hervor.
2. Pesa la cantidad NECESARIA de sulfato de cobre para hacer una disolución sobresaturada con el agua caliente; ya lista vacíenla en el vaso desechable.
3. Seleccionen un cristal pequeño y amárrenlo a un hilo. Cuando la disolución esté fría diseñen un mecanismo para que el cristal quede flotando en ella y déjenlo por varios días.
4. Recuperen y saquen los cristales de sulfato de cobre que serán nuevamente almacenados. Permitan que el resto de la disolución se evapore para que rescaten lo más posible y no se desperdicie esta sustancia.

OBSERVACIONES (IMÁGENES Y DESCRIPCIÓN):

              

   Primero se muelen los cristales de sulfato después de haber pesado la cantidad correcta

Cuando esta todo molido se agrega al vaso con agua

Se mezcla y se pone a calentar cuidando de que no llegue a hervir 

La cantidad de agua debe ser la marcada

Cuando el proceso de calentado haya sido terminado se tiene que enfriar la mezcla

al estar frió se coloca un cristal amarrado por hilo y sujeto a las orillas tocando ligeramente la superficie

Como resultado el liquido se hizo cristal

ANÁLISIS:

1. ¿por qué es conveniente sembrar el cristal en una mezcla saturada y sólida? Porque la cristalizacion es mas evidente y da los resultados mas rapidos.
2. ¿Hay alguna relación entre la cristalización que se lleva a cabo en la naturaleza y la que realizaron en el laboratorio? Llega al mismo resultado pero de diferente manera uno con sustancias naturales y el otro con sustancias quimicas.
3. Da 3 ejemplos de mezclas que existan en la vida cotidiana y que podrían separar a través de este método. -SAL,ESTALACTITAS Y AZUCAR.
4. 
   

CONCLUSIÓN:

En conclusion si logro su objetivo.En el fondo del vaso queda el sulfato de sodio,quedando pequeños cristales, a esto se le llama cristalizacion.

2a. PARTE: EXTRACCIÓN Y CROMATOGRAFÍA.

OBJETIVO:

Aplicar los métodos de extracción y cromatografía en mezclas homogéneas.

INVESTIGACIÓN: EN QUE CONSISTEN LOS METODOS DE EXTRACCION Y CROMATOGRAFIA: EXTRACCION:La extracción es la técnica empleada para separar un producto orgánico de una mezcla de reacción o para aislarlo de sus fuentes naturales. Puede definirse como la separación de un componente de una mezcla por medio de un disolvente.
En la práctica es muy utilizada para separar compuestos orgánicos de las soluciones o suspensiones acuosas en las que se encuentran. El procedimiento consiste en agitarlas con un disolvente orgánico inmiscible con el agua y dejar separar ambas capas. Los distintos solutos presentes se distribuyen entre las fases acuosas y orgánica, de acuerdo con sus solubilidades relativas.
De este modo, las sales inorgánicas, prácticamente insolubles en los disolventes orgánicos más comunes, permanecerán en la fase acuosa, mientras que los compuestos orgánicos que no forman puentes de hidrógeno, insolubles en agua, se encontrarán en la orgánica.El aparato utilizado en las extracciones es el embudo de separación que se muestra en la figura. El tapón y la llave, que deben estar bien ajustados, se lubrican con una grasa adecuada antes de cada uso.

El embudo de decantación debe manejarse con ambas manos; con una se sujeta el tapón -asegurándolo con el dedo índice- y con la otra se manipula la llave. Se invierte el embudo y se abre la llave para eliminar la presión de su interior; se agita con suavidad durante uno o dos segundos y se abre de nuevo la llave.
Después de separadas ambas fases, se saca el inferior por la llave y la superior por la boca; así se previenen posibles contaminaciones. El número de extracciones necesarias en cada caso particular depende del coeficiente de reparto y de los volúmenes relativos de agua y de disolvente. La posición relativa de las capas acuosa y orgánica depende de sus densidades. En caso de duda puede determinarse la identidad de cada una de ellas ensayando la solubilidad en agua de unas gotas de la misma. Es una medida prudente, en especial cuando se trata de reacciones nuevas, conservar todos los extractos y líquidos residuales hasta comprobar que se obtiene el producto final con el rendimiento esperado; sólo entonces debe procederse a la limpieza.

CROMATOGRAFIA:La cromatografía es uno de los principales métodos para la separación de especies químicas estrechamente relacionadas en mezclas complejas. La cromatografía es un método físico de separación basado en la distribución de los componentes de una mezcla entre dos fases inmiscibles, una fija o estacionaria y otra móvil.

En todas las separaciones cromatográficas la muestra se disuelve en una fase móvil, que puede ser un gas un líquido o un fluido supercrítico. Esta fase móvil se hace pasar a través de una fase estacionaria inmiscible, la cual se mantienen fija en una columna o sobre una superficie sólida. Las fases se eligen de tal forma que los componentes de la muestra se distribuyen de modo distinto entre la fase móvil y la fase estacionaria. Aquellos componentes que son retenidos con más fuerza por la fase estacionaria se mueven lentamente con el flujo; por el contrario los componentes que unen débilmente a la fase estacionaria, se mueven con rapidez. Como consecuencia de la distinta movilidad, los componentes de la muestra se separan en bandas discriminadas que pueden analizarse cualitativa y/o cuantitativamente.

En el laboratorio de técnicas instrumentales de la Universidad de Valladolid disponemos de las siguientes técnicas cromatográficas:

IMAGENES:

 

MATERIAL:

• Mortero con pistilo.
• Embudo de plástico.
• 2 Vasos de precipitado.
• 2 Papel filtro (de los que se utilizan en las cafeteras eléctricas).
• 1 Gis poroso color blanco.
• Plumones de agua: negro, morado, rojo.
• Cubrebocas.

SUSTANCIAS:

• Espinaca
• Acetona
• Agua

PROCEDIMIENTO:

1. En el mortero, machaquen 3 hojas de espinaca con un poco de acetona. Luego filtren la mezcla en el vaso de precipitado utilizando el embudo y el papel filtro.
2. Una vez que tienen la disolución de acetona y espinaca en el vaso, coloquen en el centro el gis de forma vertical y déjenlo reposar. Registren sus observaciones.
3. Por otro lado, en la tira de papel filtro, pinten en uno de los extremos puntos con los plumones separados por más de 1 cm entre uno y otro
4. Enrrollen el papel, formando un cilindro y colóquenlo en un vaso de precipitado que tenga un poco de agua. Dejen reposar y registren sus observaciones.

OBSERVACIONES (IMÁGENES Y DESCRIPCIÓN):

               

Primero machacamos las espinacas con acetona

Se coloca el papel filtro en el embudo

Las espinacas con acetona se pasan a el embudo y se espra a que filtre

 Se coloca el gis y el pedazo de papel fitro en la mezcla

 El color verde queda abajo

 Se ve la degradación de color en el gis fue menos evidente

 En el papel fue mas evidente y rápido la asencion del alcohol

Wn el papel filtro con plumones se puede observa el subir del agua y como degrada los colores para mostrar su composición

ANÁLISIS:

1. En el caso de las espinacas y la acetona ¿Qué propiedades ayudaron para poder separar los colores?  

Las hojas de espinaca pigmentaron en la acetona,se quedan impregnados en el papel filtro

2. En el caso del gis y los colores ¿Qué propiedades de la materia ayudaron a poder separar los colores?

El papel filtro absorbe mas rápido que un gis.

CONCLUSIÓN:

Si se logro su objetivo. El color es mas denso queda abajo y el alcohol sube por tener menos densidad en el primer ejercicio y en el segundo los colores se disuelven en el papel mostrando su composición