Transcript Separació de substàncies

Col·legi Sagrada Família (Gavà)
Tema 1. La teoria cineticomolecular de la matèria
Introducció:
 A la natura les substàncies generalment formen
mescles.
 Hi ha mètodes per separar els components que les
formen, però hem de considerar el estat natural de
la mescla i dels seus components.
 Existeix gran quantitat de substàncies químiques
que, per identificar-les, es separen en sistemes
homogenis i heterogenis.
 Hi ha molts mètodes per separar els components
d’una mescla.
Química 1r Batxillerat
Per començar un exemple ...
 Imagina que arriba al laboratori una mostra sòlida
heterogènia (com aquesta)
 Com a pista et diuen que els components són: sílice,
clorur sòdic i iode.
 La teva missió és separar tots els components.
 Com ho faries?
Química 1r Batxillerat
Tècniques de separació de mescles
Heterogènies
 1. Garbell.
 2. Separació magnètica.
 3. Decantació en vas.
 4. Decantació en embut de decantació.
 5. Filtració.
 6. Filtració al buit.
 7. Centrifugació.
 8. Sublimació
 9. Separació per solubilitat.
Química 1r Batxillerat
1. Garbell
 S’utilitza per separar mostres sòlides amb mides de
partícules diferents.
o Exemple de separació: or de la sorra d’un riu.
Química 1r Batxillerat
2. Separació magnètica
 S’utilitza quan un dels components és un metall
ferromagnètic.
 Per la separació es fa servir un imant.
o Exemple de separació: peces fèrriques de la brossa (als
centres de separació de recollida selectiva)
Química 1r Batxillerat
3. Decantació en vas
 S’utilitza per separar un líquid d’un sòlid immiscible o
dos líquids immiscibles.
 És un mètode de separació
molt poc precís
o Nosaltres hem separat: sorra d’aigua
Química 1r Batxillerat
4. Decantació en embut de
decantació
 S’utilitza per separar líquids immiscibles.
 Mai es pot fer servir amb fases sòlides per que s’obturaria
el tub microcapilar de la clau de l’embut.
 La geometria troncocònica del embut ajuda a que la
separació sigui molt precisa.
o Nosaltres hem separat : Tetraclorur de carboni i aigua
Química 1r Batxillerat
5. Filtració (per gravetat)
 S’utilitza per separar sòlids (que no poden travessar els porus del paper
de filtre) de la resta de components d’una solució (solubles o d’una
mida inferior als porus)
 La fracció que travessa els porus es diu filtrat i la fracció que queda
retinguda al paper de filtre es diu residu.
 La solució cau per gravetat.
 Els porus s’acaben obturant i la filtració para.
Nosaltres hem separat: iodur plumbós d’aigua
Química 1r Batxillerat
6. Filtració al buit
 S’utilitza un Kitasato, una trompa de
buit i un embut de Buchner.
 A l’embut de Buchner es posa el paper
de filtre
o Exemple de separació: Carbonat càlcic
d’aigua
Química 1r Batxillerat
7. Centrifugació
 S’utilitza per separar sòlids en suspensió que triguen molt
en anar-se’n al fons.
 Per accelerar el procés es fa una centrifugació.
 Es fa girar la mescla a gran velocitat (fins a 5000 rpm.) i el
sòlid (si és més dens que el líquid) queda precipitat al fons.
o Nosaltres hem separat: iodur plumbós d’aigua
Química 1r Batxillerat
8. Sublimació
 S’utilitza quan es tracta d’una mescla sòlida en la qual un dels components té la
propietat de sublimar (passar de sòlid a gas directament)
 Normalment en el procés s’ha d’escalfar per augmentar la velocitat de
sublimació.
 A la banda de dalt haurem de posar un refrigerant per tal de resolidificar la
substància que sublima (veure el muntatge)
o Nosaltres hem separat: Iode de clorur sòdic
Química 1r Batxillerat
9. Separació per solubilització
 Si tenim una mescla de dos sòlids, un dels quals és soluble
en un dissolvent, afegim el dissolvent i es separaran.
 Posteriorment haurem de separar la fase sòlida de la líquida
mitjançant, per exemple una filtració.
 Finalment haurem de separar el dissolvent emprat (per
exemple mitjançant una filtració.
o Nosaltres hem separat: brutícia soluble en aigua de diòxid
de silici (a partir de sorra de platja)
Química 1r Batxillerat
Tècniques de separació de mescles
Homogènies
 1. Evaporació.
 2. Destil·lació.
 3. Liofilització.
 4. Cristal·lització.
 5. Cromatografia.
 6. Electroforesi.
Química 1r Batxillerat
1. Evaporació
 Consisteix en evaporar el líquid que conté dissolt un
sòlid.
 Inevitablement el dissolvent es perd a l’evaporació.
o Nosaltres hem separat: clorur sòdic d’aigua de mar

Curiositat: Perquè hem de posar la solució a la càpsula de
porcellana col·locada a dalt del vas de precipitats on bullim
aigua?
Química 1r Batxillerat
2. Destil·lació
 S’utilitza per separar líquids miscibles amb punts
d’ebullició diferents o be un líquid d’un sòlid que hi estigui
dissolt.
 Primer hem d’escalfar la mescla fins que un component de
la mescla comenci a bullir .
 Mentre aquest bull la temperatura de la mescla quedarà
estabilitzada i la resta de components seran líquids.
 Els vapors obtinguts hauran de ser recollits per un
refrigerant que tornarà a transformar el gas obtingut en un
líquid pur.
Química 1r Batxillerat
Esquema destil·lació









Química 1r Batxillerat
1. Font de calor.
2. Baló de destil·lació
3. Cap de destil·lació.
4. Termòmetre
5. Refrigerant
6. Entrada aigua freda
7. Sortida aigua
10. Cua de destil·lació
16. Matras de recollida del
destil·lat.
Destil·lació simple
 S’utilitza un muntatge com el de la imatge.
 La destil·lació pot ser a pressió atmosfèrica o al
buit.
o Nosaltres hem separat: alcohol etílic a
partir de vi
o Vídeo muntatge destil·lació simple
Química 1r Batxillerat
Destil·lació en corrent de vapor
 S’utilitza un muntatge com el següent
o Nosaltres hem separat: essència aromàtica a partir d’una planta
aromàtica.
o Vídeo destil·lació en corrent de vapor
Química 1r Batxillerat
3. Liofilització
 És una tècnica utilitzada molt per la industria
alimentària (cafès, aliments dessecats, ...)
 Consisteix en eliminar l’aigua d’una mescla dessecantla al buit.
 Primer es congela l’aliment junt amb l’aigua que conté.
 Posteriorment es sublima l’aigua en càmeres de buit.
 D’aquesta maner l’aliment no perd propietats
organolèptiques ni nutritives.
Química 1r Batxillerat
4. Cristal·lització
 S’utilitza per purificar un sòlid.
 La substància que volem purificar la dissolem en un dissolvent(millor




si està calent)
Posteriorment filtrarem la solució per tal que les impureses no afectin a
la cristal·lització)
Posteriorment es deixa refredar i s’evapora lentament el dissolvent,
apareixent els cristalls (aquesta etapa pot trigar dies)
Per tal
Per tal d’obtenir cristalls grans i perfectes és necessària molta quietud i
una cristal·lització lenta
o Nosaltres hem separat: sulfat de coure a partir d’una solució aquosa
Química 1r Batxillerat
5. Cromatografia
 S’utilitza per separar diferents components d’una mescla
homogènia aprofitant la seva afinitat per la fase mòbil (un
dissolvent) i per la fase estacionària (cel·lulosa, silica gel, ...)
 Existeixen tècniques cromatogràfiques amb diferents noms
segons com estigui disposada la fase estacionària:




Paper
Capa prima
Columna
HPLC (High Performance Liquid Chromatography)
o Nosaltres hem separat: Diferents pigment de la tinta de bolígraf
negra (amb paper i amb capa prima)
Química 1r Batxillerat
6. Electroforesi
 S’utilitza per separar mescles de substàncies amb
molècules que disposen de càrrega elèctrica.
 Es col·loca un camp elèctric extern amb un potencial
considerable.
 La placa positiva atrau els anions i la placa negativa els
cations.
Química 1r Batxillerat
Per saber-ne més
 Apunts sobre separació de substàncies.
 Pràctiques separació substàncies.
Química 1r Batxillerat