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LOS PROCEDIMIENTOS MECÁNICOS Y FÍSICOS DE SEPARACIÓN DE LAS ESPECIES QUÍMICAS DEFINIDAS

Veamos los principales:

a)    Tamización. Cuando una mezcla sólida está formada por componentes pulverizados, pero cuyas partículas se diferencian por su tamaño, se le hace pasar a través de cribas, cernidores o cedazos, que son redes de mallas más o menos gruesas o finas, formadas por hilos metálicos o de crin, seda u otras materias análogas. Se elige un tamiz de poros tales que dejen pasar el polvo más fino y retengan el más grueso. En los molinos se utiliza este procedimiento para separar la harina de salvado o afrecho.

b)    Decantación. En una mezcla de componentes sólidos y líquidos, basta abandonarlos durante un cierto tiempo para que la acción de la gravedad los separe; si el sólido es más denso se deposita en el fondo del recipiente (sedimentación). Luego pueden separarse ambos componentes por intermedio de la decantación, inclinando el recipiente y dejando escurrir el líquido a otro recipiente si las partículas del sólido están bien apelmazadas, o si no, reiterándolo por succión (con pipeta o sifón).
Si el sistema está formado por dos líquidos que no se mezclan íntimamente (agua y aceite, agua y cloroformo, agua y éter, etc.) la acción de la gravedad permite también su separación espontánea: el líquido más denso va a la parte inferior. Luego, por sifonado o bien dejando escurrir el líquido más denso por una llave que se cierra en el preciso momento en que la superficie de separación de ambos líquidos se encuentra en el canal de la llave, se logra aislar ambos líquidos. En los laboratorios se usan para este objeto los embudos separadores, abiertos o cerrados.

c)     Centrifugación. Cuando la sedimentación o la decantación es muy lenta, puede acelerarse por la acción de la fuerza centrífuga. Se coloca la mezcla en recipientes que se hacen girar a gran velocidad (desde varios centenares hasta algunos miles de revoluciones por minuto): los componentes más densos se ubican en el fondo de los recipientes, quedando superpuestos los más livianos. En la industria se aprovecha este mismo proceso, colocando la mezcla en recipientes cilíndricos concéntricos, de los cuales el intenso, que está formado por una malla muy fina, metálica o de porcelana, se hace girar a gran velocidad: los sólidos en suspensión son retenidos en la malla, mientras que el líquido la atraviesa (centrífugas secadoras). Es lo que se hace en la industria para separar los cristales de azúcar de la mezcla. O cuando se separa la crema del suero de la leche (desnatadoras)

d)    Filtración. Es un procedimiento basado en el empleo de paredes o capas porosas, cuyos poros permiten retener las partículas sólidas, mientras dejan pasar el líquido en el cual aquéllas estaban en suspensión. Generalmente el material poroso se acomoda en un soporte especial (embudo) que facilita la filtración. En química orgánica se utilizan mucho los embudos de porcelana de Butcher o bien diversos dispositivos para filtrar en caliente. Como materiales porosos generalmente se utilizan papel especial (papel de filtro), o la estameña, si bien en casos especiales puede usarse amianto, arena fina, carbón de madera en polvo, etc.
Se acelera la filtración sometiendo el líquido a filtrar a una presión importante (filtros-prensa), o si no, haciendo un vacío parcial por debajo del filtro (filtración al vacío).

e)    Prensado. Es un caso especial de filtración que separa a los líquidos comprimiendo la materia prima por medio de prensas, dejando a los sólidos como una esponja compacta (torta). Son ejemplos: la extracción del zumo de uvas para fabricar el vino; la separación del aceite de las aceitunas (aceite de oliva) o de las semillas de lino (aceite de linaza); el trapichado de la caña de azúcar para obtener el guarapo; etc.

f)       Extracción con disolventes. La disolución es un procedimiento separativo utilizado en el caso de mezclas de sustancias de las cuales unas son solubles y otras insolubles en determinados disolventes: la solución que resulta después de actuar el disolvente se separa de la parte insoluble mediante otros procedimientos (decantación, centrifugación, filtración).      
Las operaciones de una disolución selectiva se hacen con poca cantidad de disolvente y en forma continua para agotar la mezcla de la fracción soluble, empleando aparatos como los extractores (p. ej., el clásico de Soxhlet). Estos aparatos, además de la economía de disolvente, tienen la gran ventaja de que agotan la materia prima de modo completo, aunque la fracción se encuentre en pequeña proporción. En el aparato de Soxhlet al calentar el matraz M, entra en ebullición el disolvente cuyos vapores se condensan en el refrigerante R y caen sobre la materia prima colocada en E, ejerciéndose  la acción disolvente; cuando la solución contenida en E llega al nivel superior del sifón S, se descarga sobre el matraz. Este proceso se repite continuamente, con lo cual se va agotando poco a poco el material. Este procedimiento de extracción se emplea para separar las sustancias grasas de las semillas o frutas oleaginosas.

g)    Cristalización. Abandonando una solución de un sólido en un líquido, o bien calentándola, por evaporación del disolvente se llega a obtener una solución saturada, de la que se separa finalmente el sólido bajo la forma cristalina. También se puede lograr una cristalización enfriando hasta debajo de la temperatura en la cual dicha solución es saturada. A veces conviene llevar el enfriamiento hasta una temperatura que logra separar la sustancia sólida (congelación). P. ej.: la separación de la margarina en la purificación de los aceites comestibles (desmargarización). Otras veces se trata de mezclas de sustancias líquidas a la temperatura ordinaria, pero que puede cristalizar una de ellas, si se enfría la mezcla e cierta temperatura. Por ejemplo: puede separarse benzol, que cristaliza a 5ºC, del tolueno que sólo lo hace a -95ºC. De primera intención, los cristales de benzol no son muy puros, pues contienen restos de tolueno; pero repitiendo varias veces con esos cristales la congelación, se va obteniendo un producto de más en más puro (congelación fraccionada). La cristalización suele emplearse como excelente medio de purificación de las sustancias, disolviéndolas y cristalizándolas varias veces (recristalización).

h)     Fusión. Cuando la mezcla está constituida por sustancias que funden a temperaturas muy distintas, puede separarse la fracción más fusible de la menos fusible si se calienta a una temperatura intermedia. De esta manera pueden extraerse las grasas animales de las materias primas correspondientes.

i)       Sublimación. Este procedimiento, sencillo y elegante, consiste en transformar sustancias sólidas en vapores que se condensan en zonas frías bajo la forma de cristales. Con este procedimiento puede extraerse el ácido benzoico de una sustancia resinosa natural, el benjuí, así como purificar el alcanfor o la naftalina.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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webmaster: Marcelo Adrián Fuentes