Métodos químicos de separación de mezclas
La mayoría de los materiales de nuestro entorno son mezclas de dos o más componentes. Las mezclas son homogéneas o heterogéneas. Las mezclas homogéneas son uniformes en su composición, pero las heterogéneas no lo son.
El aire es una mezcla homogénea y el aceite en el agua es una mezcla heterogénea. Las mezclas homogéneas y heterogéneas pueden separarse en sus componentes mediante varios métodos físicos. La elección de las técnicas de separación se basa en el tipo de mezcla y en la diferencia de las propiedades químicas de los componentes de una mezcla.
Un embudo de separación se utiliza para la separación de los componentes de una mezcla entre dos fases líquidas inmiscibles. Una fase es la acuosa y la otra es un disolvente orgánico. Esta separación se basa en las diferencias de densidades de los líquidos. El líquido que tiene más densidad forma la capa inferior y el líquido que tiene menos densidad forma la capa superior.
La cromatografía es una técnica de separación utilizada para separar los diferentes componentes de una mezcla líquida. Fue introducida por el científico ruso Michael Tswett. La cromatografía implica que la muestra se disuelva en un disolvente concreto llamado fase móvil. La fase móvil puede ser un gas o un líquido. A continuación, la fase móvil se hace pasar por otra fase denominada fase estacionaria. La fase estacionaria puede ser un sólido empaquetado en una placa de vidrio o un trozo de papel de cromatografía.
A partir de finales de la década de 1840, miles de buscadores se lanzaron a California en busca de oro. Uno de los métodos adoptados para aislar el oro del suelo se llamaba “paneo”. La tierra se colocaba en la batea y se cubría con agua. Después de mezclar la tierra, se agita suavemente la sartén para eliminar el material disuelto mientras el oro más pesado se deposita en el fondo de la sartén. El oro se separa entonces de la mezcla de tierra y agua.
No todo el mundo sale a buscar oro (y tampoco muchos de esos buscadores van a conseguir mucho oro). En una reacción química, es importante aislar el componente o componentes de interés de todos los demás materiales para poder caracterizarlos mejor. Los estudios de los sistemas bioquímicos, el análisis medioambiental, la investigación farmacéutica… estas y otras muchas áreas de investigación requieren métodos de separación fiables.
La cromatografía es la separación de una mezcla haciéndola pasar en solución o suspensión, o como vapor (como en la cromatografía de gases), a través de un medio en el que los componentes se mueven a diferentes velocidades. La cromatografía en capa fina es un tipo especial de cromatografía que se utiliza para separar e identificar mezclas que son o pueden ser coloreadas, especialmente los pigmentos.
Si tuvieras una mezcla de limaduras de hierro y aluminio, ¿cómo la separarías? A menudo nos encontramos con mezclas homogéneas y heterogéneas en las que tenemos que separar los componentes sin alterar la naturaleza de las sustancias puras en el proceso.
Es posible que hayas pensado en utilizar un imán como la forma más fácil y rápida de separar el hierro del aluminio y estarías en lo cierto. Si no tienes un imán, puedes utilizar los cierres magnéticos de los bolsos o las fundas de los teléfonos móviles, ya que ambos poseen propiedades magnéticas. El hierro es atraído por el imán y el aluminio no.
Este método para separar los dos componentes de una mezcla heterogénea se llama separación magnética. Sólo se puede utilizar cuando uno de los componentes tiene propiedades magnéticas (como el hierro) y los otros no.
Utilizamos este método para separar un sólido de un líquido que no se ha disuelto (insoluble), como la arena y el agua. Para ello, pasamos la mezcla heterogénea por un filtro con el tamaño de poro adecuado (más pequeño que las partículas que queremos separar). El filtro suele pasar por un embudo.