Métodos de separación de mezclas

¿Qué método separa cada mezcla?

En elementos, compuestos y mezclas quedó que una mezcla junta tipos de materia en cantidades variables y se puede separar por un cambio físico. La evaporación es el ejemplo que da el libro. Esta ficha nombra el cambio físico que corresponde a cada caso del examen, sin convertir la mezcla en sustancias nuevas. ¹

Evaporar es el camino de la sal disuelta y de la sal que se obtiene del agua de mar. Disolver azúcar o sal es un cambio físico: cambia el estado de presentación y no la identidad química. La solución de sal en agua es homogénea. Si el agua se va por evaporación, el sólido que estaba disuelto permanece. No hace falta un filtro ni un imán. En las salinas el sol hace ese trabajo sobre el agua de mar. ^{1 2}

Filtrar es hacer pasar algo por un filtro. Sirve cuando hay un sólido que no está disuelto y un líquido que sí puede cruzar. Arena y agua: la arena se queda y el agua pasa. No es el caso de la sal ya disuelta, porque esa sal va con el agua a través del filtro. Sólido retenido, líquido al otro lado. ⁵

Decantar, en química, es separar sustancias no miscibles de diferente densidad en un medio líquido. También es verter con suavidad un líquido para dejar el poso. El agua y el aceite, o el aceite y el vinagre, no forman una sola fase: el libro describe el aderezo como mezcla heterogénea en la que aceite y vinagre se separan. Se vierte la capa de arriba, o se abre la llave de abajo, y cada líquido sigue siendo el que era. No los destiles si ya están en dos capas. ^{6 1}

Destilar es calentar un cuerpo hasta evaporar su sustancia volátil y, al enfriarla, recuperar el líquido. Una sustancia puede separarse de otra por esa evaporación: el queroseno, por ejemplo, destila entre 190 y 260 °C. El agua y el alcohol etílico forman una mezcla homogénea, así que no los ves en capas ni los paras con un filtro. El camino es calentar, dejar que la parte más volátil pase a vapor y volver a tener líquido al enfriar. Estas fichas no dan el punto de ebullición de cada uno: el libro de esta sección no lo fija. Sí puedes marcar destilación, no filtración, para esa pareja de líquidos. ⁴

La cromatografía es un método para separar los componentes de una mezcla por su reparto entre una fase estacionaria y una fase móvil. En el laboratorio, la cromatografía en capa fina, apoyada en la acción capilar, separa cantidades pequeñas de mezcla. Los pigmentos de una tinta van por ese camino: no son un sólido que se filtre ni dos capas que se viertan. Suben a distinta altura sobre el soporte. ^{7 3}

Las limaduras de hierro junto al azufre en polvo son una mezcla heterogénea de dos elementos. Magnetizar un metal es un cambio físico: cambia una propiedad y no la identidad química. El hierro se puede apartar con un imán y el azufre se queda. El examen llama imantación a ese paso. Estas fichas no encontraron la palabra "imantación" en el capítulo; apoyan el gesto en que magnetizar no es un cambio químico y en que la mezcla se separa por cambios físicos. No disuelvas el azufre ni lo quemes: eso ya sería otra cosa. ^{2 1}

Un montaje de examen suele pedir el par. Arena con agua: filtro. Aceite con vinagre: decantación. Alcohol con agua: destilación. Sal disuelta, si quieres el sólido: evaporación. Pigmentos: cromatografía. Hierro y azufre en polvo: imán. Si la mezcla ya es homogénea, descarta filtro y decantación de capas.

Ideas clave

• Cambio físico. La separación no crea una sustancia nueva. Evaporar es el ejemplo del libro. ¹
• Evaporación. Quita el líquido y deja el sólido que estaba disuelto, como la sal. ^{1 2}
• Filtración. El líquido cruza un filtro y el sólido que no está disuelto se queda. Arena y agua. ⁵
• Decantación. Separa no miscibles de distinta densidad, como agua y aceite. ⁶
• Destilación y cromatografía. La primera evapora lo volátil y lo condensa. La segunda reparte la mezcla entre una fase fija y una móvil, como los pigmentos. ^{4 7}

Ejemplos resueltos

Cuatro frascos, cuatro gestos

1. Agua y aceite en dos capas. Decantas: viertes o separas por densidad, sin calentar. ⁶
2. Sal ya disuelta y quieres la sal. Evaporas el agua. Filtrar no retiene lo disuelto. ¹
3. Limaduras de hierro y polvo de azufre. Acercas un imán. Magnetizar no cambia la identidad química del metal. ²
4. Una gota de tinta con varios pigmentos. Cromatografía: reparto entre una fase que se queda y otra que avanza. ^{7 3}

Alcohol y agua

No se ven dos capas. Un filtro deja pasar los dos. Destilar calienta hasta que la fracción volátil se evapora y, al enfriar, vuelve a líquido, aparte del resto. ⁴

Errores comunes

No filtres una solución para "quitar la sal". La sal disuelta viaja con el agua. Lo que la deja atrás es evaporar el agua. ^{1 5}

No decantes agua y alcohol. Decantar pide fases que no se mezclan o un poso. Esa pareja es homogénea y pide destilación. ^{6 4}

No quemes el azufre para apartarlo del hierro. Quemar es un cambio químico. El imán solo usa que el metal se puede magnetizar sin dejar de ser hierro. ²

Cómo lo pregunta el examen

En la pregunta directa, agua y alcohol etílico: destilación. Sal desde agua de mar: evaporación. Agua y aceite: decantación. ^{4 1 6}

En relacionar, agua y aceite con decantación, sal disuelta con evaporación, hierro y azufre en polvo con imantación, pigmentos de tinta con cromatografía. Arena y agua van con el filtro. Alcohol y agua van con el montaje que calienta y condensa, no con el embudo de las dos capas. ^{6 7 5}

Si las dos mitades de una opción no coinciden, descártala. "Evaporación" con "aceite y agua" falla: esos líquidos ya están separados en fases y se decantan. ⁶

Resumen

• La mezcla se separa con un cambio físico, no con una reacción.
• La sal disuelta se recupera al evaporar el agua.
• Arena y agua se filtran. Aceite y agua se decantan.
• Alcohol y agua se destilan. Los pigmentos van a cromatografía.
• El hierro en polvo se aparta con un imán, sin cambiar su identidad química.