Universidad de San Carlos de Guatemala

Facultad de Ingeniería

Escuela de Ciencias

Área de Química General

Laboratorio de Química General 1

Práctica No. “4”

“Métodos físicos de separación”

Nombre: Julio Waldemar Garcia Piedrasanta Carné: 201314851

Nombre del Instructor: Rodrigo Soto Sección de Laboratorio: P4

Fecha de Realización: 26/09/2014 Fecha de Entrega: 010/10/2014

Resumen

En la práctica No 4. “Métodos de separación”, se realizaron diferentes procedimientos. En el procedimiento A se utilizó el método de decantación, mediante este método, se dividió los líquidos según su densidad del más denso hasta el menos denso, mediante esto se obtuvieron ciertos resultados junto con un porcentaje de recuperación en masa para el agua, aceite y etanol respectivamente, y el error para cada uno .

Para el procedimiento B, se utilizaron dos métodos los cuales son el de filtración y el de evaporación. En el primer método se usó para separar la arena de la salmuera, el cual dio como resultado una recuperación casi del 100% en masa con su respectivo error que fue muy mínimo. Por otra parte al utilizar el método de separación, se usó para separar la sal del agua, en este método se obtuvo un porcentaje de recuperación no tan preciso como en el método de separación debido a las propiedades físicas en masa y un error relativo mucho mayor.

Estos datos mencionados con anterioridad se muestran a continuación, agrupados en tablas y con mayores detalles. Esta práctica se realizó a una temperatura de 28˚C.

Resultados

Tabla No 1: % de recuperación y error relativo, en los diferentes procedimientos.

Procedimiento Utilizado

Método Utilizado% De

recuperaciónError relativo

A Decantación

Agua 90% 10%

Aceite 99% 1%

Etanol 98% 2%

BFiltración Arena 99.5% 0.5%

Evaporación Sal 87% 63.4% Referencia: ecuación 2 y datos originales

Tabla No 2: Métodos físicos de separación dados en el instructivo

Método de separación Ejemplos

Sifón

En desagües en los aparatos sanitarios (inodoros, regaderas, lavados, etc.). Esto hace que los malos olores no se salgan, mediante un tubo en U

Para alimentar surcos de riego: Es un sistema bastante utilizado puesto que un sifón invertido permite retirar el agua desde el canal terciario de riego sin dañar el canal mismo

Decantación

Separación del petróleo del agua de mar.

Tratamiento de aguas residuales.

Separación de metales

Filtración

Purificación o clarificación de la cerveza

Purificación del agua, como también en la fabricación de filtros de aire, aceite y agua.

Extracción se emplea en extracción de aceites, grasas y pigmentos.

También este proceso puede usarse también controlando la solubilidad de nuestras sustancias en distintos

disolventes.

Coagulación

Enzimas auxiliares de la maduración de quesos.

Enzimas coagulantes de origen microbiano.

Adsorción

En la extracción de humedad del aire comprimido.

En purificación de agua, tratamiento de aguas residuales, quitar olores, sabores o colores no deseados por ejemplo en aceites

Destilación Obtención en varios licores Obtención de productos

derivados del petróleo

Sublimación

Separación de compuestos orgánicos y la fabricación de hielo seco.

Purificación de ácido benzoico y purificación de azufre.

Evaporación

Obtención de la sal del mar y de otras sales, como las de magnesio.

Fabricación de leches concentradas, como también en la deshidratación de frutas.

Referencia: Bibliografia3

Tabla No 3: Métodos alternos, a los utilizados.

Método Principio Físico Método alternativoA Decantación CentrifugaciónB Filtración CromatografíaB Evaporación Precipitación

Referencia: hoja de datos originales y bibliografía 3

Tabla No 4: propiedades físicas de los métodos utilizados

Procedimiento Propiedad FísicaDecantación Separación de sustancias no miscibles de

diferente densidad en un medio líquidoFiltración Eliminación partículas sólidas demasiado

pequeñas para separarse por decantación en un tiempo razonable

Evaporación Consiste en la separación de un líquido de otra sustancia líquida en solución, llevándolo a un punto de ebullición

Referencia: instructivo de laboratorio de química general y elaboración propia

Interpretación de resultados

En la práctica # 4 “Métodos de separación”, se realizaron dos métodos que fueron el “A” Y “B”, en el método A se utilizó el principio físico de decantación mediante este método se obtuvieron los líquidos según su densidad, dicho lo anterior se obtuvieron en el siguiente orden agua, aceite y etanol. Esto nos indica que el agua es la sustancia con más densidad seguida por el aceite y el etanol. Al determinar el porcentaje de recuperación de cada sustancia, mediante este método se obtuvieron los siguientes datos: para el agua se recuperó un 90 %, para el aceite un 99% y para el etanol un 98%. Estos datos se pueden apreciar en la tabla No 1, mostrada con anterioridad

Al interpretar los datos anteriores, se puede apreciar que se recuperó menos agua que la introducida inicialmente, ya que al momento de realizar la decantación se observó, que el aceite al depositarlo con el beacker, salió junto con restos de agua en el (grumos o gotas), lo cual provoco que al realizar los cálculos del porcentaje de recuperación del aceite, diera como resultado un 1% en masa además, de que como en la práctica no fue agua colorada, si no que agua en se tuvo cierto problema a la hora de poder querer separar el agua del etanol ya que ambos son incoloros y se era menos precisa la decantación. Por otra parte se pudo notar que el porcentaje de etanol es menor al inicial, ya que el etanol a la temperatura en la que se estaba trabajando en el laboratorio (28˚C), se estaba evaporando en la ampolla de decantación, por lo que al realizar los cálculos del porcentaje en masa recuperada, dio como resultado un 98%.

Este procedimiento tuvo un erro relativo de: para el agua 10%, para el aceite 1% más (tiene más masa que la inicial) y para el etanol 2%.

En el método B se utilizaron dos métodos el de filtración y el de evaporación. En el método de filtración se utilizó para separar la arena de la salmuera (sal + agua), lo cual nos dios como resultado una recuperación de porcentaje en masa de 99.5%, el resto de masa faltante al realizar este método se quedó en las paredes del beacker, ya que no se utilizó un instrumento adecuado para correr o verter la arena mojada que estaba en el beacker en el papel filtro. Este método tiene un error relativo de 0.5%.

Para realizar la separación de la sal en el agua, se utilizó el método de evaporación, en este método se calentó la salmuera, hasta que solo hubiera sal, dicho lo anterior se obtuvo un porcentaje de recuperación de masa de 87%, este porcentaje es bajo ya que, la mayor parte de la sal se quedó en el beacker y no se logró raspar toda la sal ya que los instrumentos de laboratorio no fueron los adecuados, como también parte de la sal se pudo evaporar junto con el agua. En este método se obtuvo un error relativo de 13%.

Al comparar los diferentes métodos, se puede apreciar que el método de filtración es el más adecuado para recuperar masa, lo cual es contradictorio ya que el

método más adecuado para obtener diferentes sustancias de otras es la de decantación, ya que este método trabaja mediante las densidades de los mismos, lo cual provoca que los líquidos se separen por sí solos.

Conclusiones

El método más aceptable para recuperación de masa es el de decantación

Para obtener una porcentaje en masa más aproximado al utilizado en el método de evaporación se pudo utilizar otro método que es el de cristalización.

Al utilizar diferentes sustancias que se evaporan con facilidad, hay que tener controlado la temperatura a la cual se trabaja.

Para tener mejores resultados, se tiene que utilizar instrumentos más adecuados, tanto para realizar los métodos como también para recogerlos u obtenerlos.

Procedimiento

PROCEDIMIENTO A: DECANTACIÓN DE LÍQUIDOS

1. Se Depositó 10 ml de agua coloreada en la ampolla de decantación.2. Se Agregó 10 ml de aceite en la ampolla de decantación. De modo suave y

lento.3. Se Agregó 10 ml de alcohol a la ampolla de decantación de la misma forma

que en el paso anterior. 4. Se Decantó suavemente el agua en un beacker. Se Regulo la salida del

líquido a través de la llave de la ampolla hasta que este salga en su totalidad.

5. Se Repitió el paso anterior para el aceite y el alcohol.6. Se Midió el volumen recuperado de cada uno de los líquidos.7. Se Ordenó los tres líquidos en orden creciente de densidad

PROCEDIMIENTO B: FILTRACIÓN Y EVAPORACIÓN.

1. Se taró un vidrio de reloj y se colocó 2 gramos de arena.2. Se taró otro vidrio de reloj y se colocó 2 gramos de NaCl. 3. Se mezcló bien las dos sustancias, en un beacker de 250 ml

utilizando la varilla de vidrio.4. Se agregó 25 ml de agua y se agitó con la varilla de vidrio. Se Anotó sus

observaciones.5. Se armó el equipo como lo indicó el instructor, para realizar la filtración.6. Se tomó la masa del papel filtro y se dobló como lo indicó el instructor.7. Se agregó la mezcla usando la varilla de vidrio. Se recibió el filtrado

en un beacker previamente tarado. Se anotó que sucedió. 8. Se calentó la solución contenida en el beacker hasta que se

consumió toda el agua. Se realizó este procedimiento con mucho cuidado. Se anotó lo que sucedió.

9. Se pesó nuevamente el beacker. Se anotaron el peso y sus comentarios.

10.Se secó el papel filtro y se pesó.

Hoja de datos originales

Muestra de cálculo

Ecuación 1: Muestra de cálculo de la masa obtenida:

Masaobtenida=masatotal−masabeacker

Donde la masa total, es la masa del beakcer mas la solución

108.978 g−100.039 g=8.939g

Ecuación 2: Muestra de cálculo del porcentaje de recuperacion:

%R=|Valorobte|Valorreal

∗100

Donde:

%R es el porcentaje de recuperación Valorℜales el valor inicial V obte es el valor final

%R=8.9399.569

=93.4 %

Ecuación 3: Muestra de cálculo del error relativo

Error=|Valor real−Valor obte|

Valorreal∗100

Donde: Valor reales el valor inicial V obte es el valor final

|9.569−8.939|9.569

∗100=6.6%

Análisis de error

Tabla No 4: Análisis de error Relativo

Nombre Error RelativoAgua 10%Etanol 2%Aceite 1 %

Sal 13%Arena 0.5%

Referencia: Hoja de datos originales y ecuación 2

Tabla No 5: incertezas de los instrumentos.

Instrumento IncertezaProbeta 10 ml ± 10 ml

Balanza electrónica ± 0.1 gBeacker 50 ml ± 5 ml

Ampolla de Decantación 100 ml ± 12.5 mlReferencia: Hoja de datos originales y bibliografía 1

Datos calculados

Tabla No 6: Muestra de cálculos de los datos utilizados

Procedimiento Método SustanciaMasa +

instrumento (g)

Masa inicial

(g)

Masa Final (g)

%R Error

A DecantaciónAgua 109.00 10 9.0 90.0% 10 %Aceite 109.90 10 9.9 99.0% 1 %Etanol 108.98 10 9.8 98.0% 2%

B Filtración Arena 2.656 2.0 g 2.01 99.5% 0.5 %

BEvaporación Sal 102.71 2.02 g 1.75 87% 13%

Referencia: Hoja de datos originales y ecuaciones 1 ,2 y 3

Bibliografía

1. Chang,Raymond,química,traducido del ingles al español, traducido por María del Carmen Ramírez médeles y rosa zugazagoitaherranz,sextaedición,mcgraw hill,mexico,2000,14 a 19.

2. Mejia,Cecilia,química,español,primeraedición,SantillanaS.A,Santiago de surco Peru,2007,16 a 21

3. Barragangomez y trejonuñez,Antoniolara y hector,estadística,idiomaespañol,primera edición ,pearsonprentice hall,mexico,2007,56 a 68.

4. María Esther Milera Martínez, Enciclopedia Autodidacta Siglo XXI (Física/Química), Edición Única, Editorial Euro México 2005. Página 159