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jueves, 16 de junio de 2022

7. Algunos procedimientos de laboratorio | 💎 Propiedades de la materia | Joseleg

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Pulverización

Mediante esta operación se reducen de tamaño las sustancias que se han de someter reacción, disponiéndolas así mejor a la acción de los reactivos y los disolventes, pues cuanto mayor sea la superficie expuesta mayor será la velocidad con que se logran panes procesos. Para esta operación se emplean los morteros y de acuerdo con las características del material para reducir se utilizan morteros de porcelana, vidrio, hierro, o ágata. A la pulverización se une frecuentemente la técnica de tamizado para clasificar las partículas para regresar al mortero las partículas de mayor tamaño.

Figura 71. Mortero de porcelana

Dispersión o disolución

Por dispersión se entiende la incorporación de un cuerpo por otro. Cada cuerpo puede estar en uno cualquiera de sus tres estados y aquí la variedad de dispersiones, pero la más importante en los laboratorios son aquellas en las que interviene un líquido, debido a su facilidad de control. Cuando el líquido disperso es oleaginoso, como el aceite o la gasolina, la dispersión recibe el nombre de emulsión. Una disolución de un sólido, un líquido o un gas en un líquido llamado disolvente o solvente puede generar un líquido homogéneo llamado disolución.

Figura 72. Disolver es mezclar una sustancia en otra, una de las sustancias aparenta desaparecer, pero la mezcla adquiere propiedades nuevas que no tienen ninguna de las sustancias iniciales por separado.

Sin embargo, algunas sustancias que se disuelven en cualquier cantidad como por ejemplo el alcohol y el agua no generan inconveniente en llamar a soluto o solvente a cualquiera de las dos sustancias mezcladas, lo más común es llamar soluto al que se encuentra en menor proporción en volumen o en masa.

Cuando se desea probar la solubilidad de una sustancia en otra, se debe efectuar en un tubo de ensayo o de reloj con mínimas cantidades de soluto, e idealmente a diferentes temperaturas ensayos de prueba. Las disoluciones pueden ser divididas en diluidas, concentradas o saturadas según qué el solvente contenga disuelta poca, mucha o la cantidad justa de soluto, de la cual es capaz de contener, a la temperatura en que se hace la operación.

Precipitación

Mediante esta operación separamos una sustancia de otra en forma sólida insoluble, valiéndonos de la adición de un reactivo adecuado llamado precipitante, aunque también se puede realizar alterando la temperatura de una disolución.

Figura 73. Reacción de precipitación entre las sales de cloruro de potasio soluble con nitrato de plomo precipitante para generar yoduro de plomo insoluble que precipita con color amarillo y una disolución sobrenadante de nitrato de potasio.

Es una técnica comúnmente empleada para el reconocimiento de las sustancias y se lleva a cabo en un tubo de ensayo agregando el reactivo en pequeñas proporciones y agitando vigorosamente el tubo de ensayo en el que tiene lugar la reacción

Filtración

La filtración es una técnica semejante al tamizado, solo que el filtro tiene poros mas pequeños que un tamiz, permitiendo separar un líquido de un sólido.

Figura 74. A la izquierda tenemos una filtración simple donde la fuerza del filtrado es ejecutada por la gravedad, y a la derecha tenemos una filtración al vacío donde la fuerza del filtrado es generada por un tubo conectado a una bomba de vacío.

Para tal efecto se requiere de una fuerza externa que normalmente es la gravedad, aunque también se puede emplear un vacío generado por un émbolo para absorber el líquido de la suspensión sólida. Otros tipos de filtración permiten separar disoluciones empleando filtros mas pequeños, junto con otras propiedades magnéticas y vacío.

Decantación

La decantación es un método físico utilizado para la separación de mezclas heterogéneas, el cual se usa para separar un sólido o un líquido de uno o dos líquidos de diferente densidad y polaridad. Es un proceso importante en el tratamiento de las aguas residuales.

No debe ser confundida con la separación gravitatoria, que es la separación por gravedad de los sólidos suspendidos en el agua (como la arena y la materia orgánica). Existen diferentes tipos de decantación:

Decantación sólido-líquido:

Se utiliza cuando un componente sólido se encuentra en suspensión en un líquido.

Decantación líquido-líquido:

se separan líquidos que no pueden mezclarse y tienen densidades diferentes; el líquido más denso se acumula en la parte inferior del sistema. En el laboratorio se usa un embudo de bromo, también conocido como embudo de decantación, o incluso, embudo de separación.

Figura 75. El embudo de decantación permite separar una mezcla heterogénea líquido-líquido. La fase inferior es mas densa que la fase superior, por queso cae, y es retirada primero por medio de la llave de paso inferior.

En un sistema formado por agua y aceite, por ejemplo, el agua, por ser más densa, se ubica en la parte inferior del embudo y está separada, abriendo una llave de paso de forma controlada.

Es importante controlar la velocidad con la que caen los líquidos, esto con el fin de garantizar la pureza de ambas sustancias.

Evaporación y cristalización

La evaporación o vaporización consiste en pasar un líquido a vapor. Puede realizarse a la temperatura ambiente o a una mayor. Si se hierve la disolución, el proceso pasa a denominarse ebullición.

Figura 76. Modelo del proceso de evaporación, este no puede realizarse para solutos volátiles ya que estos se evaporarían junto con el solvente, por lo que esta técnica sirve solo para sales que no vaporizan a la temperatura de ebullición del agua.

La evaporación se emplea frecuentemente con el objetivo de concentrar el soluto siempre y cuando éste no sea volátil, también puede ser considerada una técnica de purificación si se evapora todo el solvente y el recipiente conserva únicamente el soluto no evaporado que se cristaliza a un estado sólido, proceso que ocurre naturalmente en ciertos lagos salinos como el Mar Muerto o el lago Natron.

Figura 77. El lago Natron es un lago salino en el cual el agua se vaporiza concentrando las sales al punto que estas se cristalizan generando montículos de sal.

 Este proceso es muy común en la obtención de cristales salinos. los recipientes adecuados para esta operación deben ser de boca ancha como los vasos de precipitado beaker.

Destilación

En caso de que el soluto sea más volátil que el solvente, si se calienta el recipiente la mayoría del vapor es el soluto, por lo que este vapor debe ser capturado y condensado por medio de un tubo de enfriamiento o condensador en un aparato llamado alambique.

Figura 78. Montaje de laboratorio de un alambique para destilación.

La destilación es más eficiente entre mayor sea la diferencia de punto de ebullición de las dos sustancias, donde aquella con menor punto de ebullición se concentra más efectivamente, aun cuando su concentración inicial sea menor. Debido a la acumulación de presión en el alambique es conveniente controlar bla temperatura y presión del sistema para evitar riesgos de explosión, algo muy común en las destilerías ilegales de alcohol adulterado.