MÉTODOS DE SEPARACIÓN

Raramente se encuentran las sustancias puras en la Naturaleza sino en forma de mezclas, disoluciones y suspensiones.
Toda la materia podemos separarla de diferentes formas hasta llegar a sus componentes más simples. Estos métodos se clasifican según sus características y son:
Métodos de separación química: destruyen las sustancias originales
Los métodos químicos de separación son procesos en los que los compuestos químicos se separan en elementos más sencillos. Estos métodos químicos se caracterizan por la necesidad de efectuar una reacción química previa a la separación.
Hay muchos métodos químicos de separación pero los más importantes y conocidos son por: Electrólisis y Gravimetrías.
Otros métodos son la descomposición térmica donde se somete a un compuesto a una temperatura elevada hasta que se descompone en sus elementos o en otros compuestos más sencillos.
A diferencia de los métodos químicos, en los métodos físicos no se destruyen las sustancias.

ELECTRÓLISIS
La electrólisis es la producción de una reacción redox no espontánea, mediante el paso de una corriente eléctrica. Es por lo tanto el proceso inverso al que ocurre en una pila eléctrica y se lleva a cabo en un contenedor llamado cuba electrolítica. Un ejemplo sencillo es el de la electrólisis del agua, en la que el paso de corriente descompone este líquido en sus elementos constituyentes, hidrógeno y oxígeno.
Es uno de los principales métodos químicos de separación. La principal ventaja del método electrolítico es que no es necesario aumentar la temperatura para que la reacción tenga lugar, evitándose pérdidas energéticas y reacciones secundarias. Industrialmente es uno de los procesos más empleados en diferentes áreas, como la obtención de elementos a partir de compuestos (cloro, hidrógeno, oxígeno), la purificación de metales (el mineral metálico se disuelve en ácido, obteniéndose por electrólisis el metal puro) o la realización de recubrimientos metálicos protectores y/o embellecedores (niquelado, cromado, etc.).

GRAVIMETRÍAS
Por gravimetría se entiende la separación de un componente de una disolución líquida mediante su precipitación a través de una reacción química. La sustancia que se desea obtener reacciona con otra sustancia química, de forma que el resultado de la reacción es un producto sólido que precipita por gravedad en el fondo de la disolución y puede ser separado de ella por métodos físicos.
EJEMPLO:
En separación de la plata de una disolución de nitrato de plata, se somete esta sustancia a reacción con ácido clorhídrico, obteniéndose un precipitado blanco de cloruro de plata insoluble.
Métodos de separación física: no destruyen las sustancias originales

MÉTODOS FÍSICOS DE SEPARACIÓN
Los métodos utilizados para la separación de mezclas y de disoluciones utilizan como base las propiedades físicas y químicas de los componentes de estas. A diferencia de éstos en los métodos químicos sí se destruyen las sustancias. Son los siguientes:

CRISTALIZACIÓN
Este método se utiliza para separar una mezcla de sólidos que sean solubles en el mismo disolvente pero con curvas de solubilidad diferentes. Una vez que la mezcla esté disuelta, puede calentarse para evaporar parte de disolvente y así concentrar la disolución. Para el compuesto menos soluble la disolución llegará a la saturación debido a la eliminación de parte del disolvente y precipitará. Todo esto puede irse procediendo sucesivamente e ir disolviendo de nuevo los distintos precipitados (esto recibiría el nombre de cristalización fraccionada) obtenidos para irlos purificando hasta conseguir separar totalmente los dos sólidos.
Cada nueva cristalización tiene un rendimiento menor, pero con este método puede alcanzarse el grado de pureza que se desee. Normalmente, cuando se quieren separar impurezas de un material, como su concentración es baja la única sustancia que llega a saturación es la deseada y el precipitado es prácticamente puro.
La cristalización es el proceso inverso de la disolución.
- Filtración

FILTRACIÓN
En la filtración, se hace pasar la mezcla por filtros de distintos tamaños, en los que quedan retenidas las partículas de mayor tamaño que los poros del filtro. Es un método sencillo y barato; sólo es útil en algunas situaciones.
Es uno de los métodos más simples de separación física, que no altera las propiedades de las sustancias que intervienen.

DESTILACIÓN
La destilación y la destilación fraccionada es el método utilizado cuando se quieren separar dos líquidos y uno de ellos es más volátil que el otro. Es también útil cuando ambos líquidos tengan temperaturas de ebullición parecidas. Cuando calentamos la mezcla el vapor que aparece está compuesto en mayor porcentaje por el líquido más volátil. Se recoge el vapor y se enfría, obteniéndose un líquido de concentración distinta al original. La mezcla inicial ha cambiado también de composición y por tanto también de punto de ebullición.
La destilación fraccionada se utiliza cuando combinamos distintas destilaciones, y con esto puede conseguirse que sólo quede líquido menos volátil y evaporar completamente (y volver a condensar) el más volátil.

CROMATOGRAFÍA
La cromatografía se utiliza con los fluidos, que pueden ser gases o líquidos, se empuja a circular la mezcla por un sólido o un líquido que permanece estacionario (fase estacionaria). Los distintos componentes de la mezcla circulan a velocidades diferentes por la fase estacionaria, y por lo tanto unos componentes están más tiempo retenidos en ella que otros, emergiendo después. Sirve como método físico de separación.
La fase estacionaria puede ser típicamente un sólido poroso como la celulosa, o como el gel. Las moléculas de menor tamaño pueden cruzar todos los poros e invierten más tiempo en el recorrido mientras que las moléculas mayores de la mezcla no “pierden tiempo” en los poros, emergiendo más rápidamente.

CENTRIFUGACIÓN
Se habla de centrifugación cuando tenemos partículas de distinto tamaño en un medio acuoso, éstas sedimentan hacia el fondo a una velocidad que depende de su peso. Este efecto podría utilizarse para separar componentes de distinto peso si no fuera porque las velocidades de sedimentación son pequeñísimas, por lo que el sistema no es útil.
Así, pues lo que se hace es aumentar dichas velocidades de sedimentación haciendo girar muy rápidamente la mezcla. En este caso, la fuerza centrípeta hace el papel de la gravedad (peso) y puede ser mucho mayor que éste haciendo girar muy rápido la mezcla: este es el principio de la centrifugación y de la ultracentrifugación. Se coloca la mezcla en un aparato que la haga girar a velocidad angular constante muy elevada.
Una vez está girando, la mezcla experimenta una aceleración centrípeta que puede llegar a ser, en ultracentrifugadoras de laboratorio, unas 500000 veces la aceleración de la gravedad.
Esta fuerza empuja a sedimentar, a distinta velocidad, a las partículas de distinta masa de la mezcla, creándose distintos estratos con las partículas de cada clase. Este método es muy utilizado en biología y medicina.


Decantación
La decantación es un proceso físico de separación de mezclas, especial para separar mezclas heterogéneas, estas pueden ser exclusivamente líquido – líquido ó sólido – líquido.
Esta técnica se basa en la diferencia de densidades entre los dos componentes, que hace que dejándolos en reposo se separen quedando el más denso arriba y el más fluido abajo.
Para realizar esta técnica se utiliza como instrumento principal un embudo de decantación o embudo de separación, que es de cristal y está provisto de una llave en la parte inferior.


Diferencia de solubilidad
Se emplea para separar mezclas de gases disueltos en un líquido, disminuyendo su solubilidad al aumentar la temperatura o reducir la presión.

Magnetismo
Se recurre a este método para separar mezclas en las que uno de los componentes es un sólido metálico que tiene propiedades magnéticas.

Extracción
Se recurre a este método para separar sólo aquellas sustancias que sean solubles en determinados solventes. Consiste en agregar agua, agua caliente, alcohol o el disolvente adecuado a la mezcla. Los demás componentes de la mezcla original no se disolverán en el solvente agregado.