Sergio Hurtado Melo - Operaciones básicas del proceso, mezclas y disoluciones. QUIE0108

Nota

No hay que confundir densidad, -relación entre masa y volumen de un compuesto o sustancia-, con viscosidad, -oposición de un fluido a que sus moléculas puedan fluir con libertad-. El aceite es más viscoso que el agua y menos denso.

Separación magnética

Esta técnica está basada en las propiedades magnéticas de algunas sustancias. Consiste en aplicar un campo magnético (un imán), para extraer de la mezcla las sustancias que son atraídas por él.

Este método de separación, se utiliza habitualmente en las plantas de tratamiento de residuos para separar los metales de las basuras.

Filtración

Este método de separación se utiliza para separar mezclas de sólidos no solubles en líquidos. El procedimiento consiste en verter la mezcla a través de un medio poroso -papel de filtro, por ejemplo-, atravesando el líquido el papel, mientras que el sólido queda retenido en este.

Cristalización

En este proceso de separación se usan los distintos puntos de solidificación (temperatura a la cual se pasa de estado líquido a sólido) de los componentes, de forma que se enfría la mezcla hasta que uno de sus componentes alcanza su punto de solidificación y cristalice.

Destilación

La destilación es una operación de separación que frecuentemente se emplea para la purificación y aislamiento de líquidos orgánicos. Este proceso se basa en la diferencia entre los puntos de ebullición de los componentes a separar. El proceso consiste básicamente en calentar una mezcla líquida hasta que sus componentes más volátiles pasan a la fase de vapor y, a continuación, enfriar el vapor para recuperar dichos componentes en forma líquida por medio de la condensación.

En la destilación intervienen fundamentalmente los siguientes parámetros:

1 El equilibrio entre el vapor y el líquido de un compuesto, que está representado por la relación de moles de vapor y líquido a una temperatura determinada, también puede estudiarse este equilibrio a partir de sus presiones de vapor.

2 La temperatura, que influye en las presiones de vapor y, por tanto, en la cantidad de energía proporcionada al sistema. También influye en la composición del vapor y el líquido ya que esta depende de las presiones del vapor.

3 La presión, que tiene una influencia directa en los puntos de ebullición de los líquidos, y, por consiguiente, en la destilación.

4 La composición, que es una consecuencia de la variación de las presiones de vapor con la temperatura, que fijan las composiciones en el equilibrio.

5 Los puntos de ebullición, que son aquellos puntos o temperaturas de compuestos puros a las que sus presiones de vapor igualan a la presión atmosférica, produciéndose el fenómeno denominado ebullición.

Cuando se cuantifica alguna propiedad de la materia mediante un número, este debe ir acompañado de su correspondiente unidad de medida. Cada magnitud tiene una unidad de medida característica y se puede expresar de diferentes formas; en el siguiente apartado se estudian las unidades en el Sistema Internacional.

Nota

También existen otros sistemas, como por ejemplo el Sistema Anglosajón de Unidades, usado en países de habla inglesa como Reino Unido, Estados Unidos, etc.

Unidades en el Sistema Internacional (SI)

Este sistema recoge siete unidades denominadas fundamentales,a partir de las cuales se obtienen todas las demás, las cuales aparecen en la siguiente tabla.

Con frecuencia se usan una serie de prefijos para indicar los múltiplos de dichas unidades. Los más usados se recogen en la siguiente tabla.

Escalas de temperatura

La temperatura es una magnitud que se mide fundamentalmente según tres escalas, las cuales son:

1 La escala Celsius (°C): toma el punto de congelación del agua en 0 °C y el de ebullición en 100 °C. Es la escala usada en la mayor parte de los países, incluido España.

2 La escala Kelvin (K): es la escala de temperatura en el SI. El valor más bajo que puede alcanzarse en esta escala se llama cero absoluto y equivale a – 273,15 °C, por tanto 0 °C equivalen a 273,15 K. Para pasar de grados Celsius (°C) a grados Kelvin (K), se usa la siguiente relación:K = °C + 273,15

3 La escala Fahrenheit (°F): es la escala usada en Estados Unidos, en la cual el punto de congelación del agua se sitúa en 32 °F y el de ebullición en 212 °F. Para pasar de grados Celsius (°C) a grados Fahrenheit (°F) o viceversa se usan las siguientes expresiones:

Ejemplo

En Sevilla, durante el mes de agosto se ha alcanzado una máxima de 43 °C. Al expresar dicho valor en K y en °F se obtiene la siguiente solución.

K = 43 + 273,15 = 316,15 K

Otras unidades obtenidas a partir de las fundamentales

En la siguiente tabla se recogen las unidades en el SI de las principales magnitudes físicas usadas tanto que química como en física, algunas de las cuales se estudian en los capítulos sucesivos del presente manual.