Método que convierte una mezcla o solución en dos o más productos distintos.
Un proceso de separación es un método que convierte una mezcla o una solución de sustancias químicas en dos o más mezclas de productos distintos, [1] un proceso científico de separar dos o más sustancias para obtener pureza. Al menos una mezcla de productos de la separación se enriquece en uno o más de los constituyentes de la mezcla fuente. En algunos casos, una separación puede dividir completamente la mezcla en constituyentes puros. Las separaciones aprovechan las diferencias en las propiedades químicas o físicas (como el tamaño, la forma, la masa, la densidad o la afinidad química) entre los constituyentes de una mezcla.
Los procesos a menudo se clasifican según las propiedades particulares que explotan para lograr la separación. Si no se puede utilizar una única diferencia para lograr la separación deseada, a menudo se pueden combinar múltiples operaciones para lograr el fin deseado.
Salvo algunas excepciones, los elementos o compuestos existen en la naturaleza en estado impuro. A menudo, estas materias primas deben pasar por una separación antes de poder darles un uso productivo, lo que hace que las técnicas de separación sean esenciales para la economía industrial moderna.
El objeto de la separación podrá ser:
- Analítico : identificar el tamaño de cada fracción de una mezcla que es atribuible a cada componente sin intentar recolectar las fracciones.
- preparativo : "preparar" fracciones para su entrada en procesos que se benefician cuando se separan los componentes.
Las separaciones pueden realizarse a pequeña escala, como en un laboratorio con fines analíticos, o a gran escala, como en una planta química .
Separación completa e incompleta.
Algunos tipos de separación requieren la purificación completa de un determinado componente. Un ejemplo es la producción de aluminio metálico a partir de mineral de bauxita mediante refinación por electrólisis . Por el contrario, un proceso de separación incompleto puede especificar que el resultado consista en una mezcla en lugar de un único componente puro. Un buen ejemplo de una técnica de separación incompleta es el refinado de petróleo . El petróleo crudo se produce naturalmente como una mezcla de varios hidrocarburos e impurezas. El proceso de refinación divide esta mezcla en otras mezclas más valiosas, como gas natural , gasolina y materias primas químicas , ninguna de las cuales son sustancias puras, pero cada una de las cuales debe separarse del crudo. [ cita necesaria ]
Tanto en la separación completa como en la separación incompleta, puede ser necesaria una serie o cascada de separaciones para obtener los productos finales deseados. En el caso del refinado de petróleo, el crudo se somete a una larga serie de pasos de destilación individuales , cada uno de los cuales produce un producto o intermedio diferente . [ cita necesaria ]
Lista de técnicas de separación.
- Centrifugación y separación ciclónica , separa según diferencias de densidad.
- quelación
- La cromatografía separa sustancias disueltas mediante diferentes interacciones con (es decir, viajes a través) de un material.
- Cristalización
- Decantación
- Demister (vapor) , elimina las gotas de líquido de las corrientes de gas.
- Destilación , utilizada para mezclas de líquidos con diferentes puntos de ebullición
- Secado , elimina el líquido de un sólido mediante vaporización o evaporación.
- Electroforesis , separa moléculas orgánicas en función de su diferente interacción con un gel bajo un potencial eléctrico (es decir, diferentes viajes)
- La separación electrostática funciona según el principio de descarga en corona, donde dos placas se colocan juntas y se aplica alto voltaje. Este alto voltaje se utiliza para separar las partículas ionizadas.
- Elutriación
- Evaporación
- Extracción
- Fraccionamiento del flujo de campo
- Filtración : los filtros de malla , bolsa y papel se utilizan para eliminar partículas grandes suspendidas en fluidos (por ejemplo, cenizas volantes ), mientras que los procesos de membrana que incluyen microfiltración , ultrafiltración , nanofiltración , ósmosis inversa , diálisis (bioquímica) que utilizan membranas sintéticas , separan tamaños micrométricos o más pequeños. especies
- Floculación , separa un sólido de un líquido en un coloide, mediante el uso de un floculante, que promueve que el sólido se aglutine en flóculos.
- Destilación fraccionada
- Congelación fraccionada
- Separación magnética
- Separación de aceite y agua , separa gravimétricamente las gotas de aceite suspendidas de las aguas residuales en refinerías de petróleo , plantas petroquímicas y químicas , plantas de procesamiento de gas natural e industrias similares.
- Precipitación
- Recristalización
- Depuración , separación de partículas (sólidos) o gases de una corriente de gas utilizando líquido.
- Sedimentación , se separa mediante diferencias de presión de densidad vocal.
- tamizado
- Esponja , adhesión de átomos, iones o moléculas de gas, líquido o sólidos disueltos a una superficie.
- Pelar
- Sublimación
- Separación vapor-líquido , se separa por gravedad, según la ecuación de Souders-Brown
- aventar
- Refinación de zona
Ver también
- Química analítica - Estudio de la separación, identificación y cuantificación de la materia.
- Cromatografía líquida de alta resolución – Técnica en química analítica
- Operación unitaria : paso básico de un proceso que implica un cambio físico o una transformación química como separación, cristalización, evaporación, filtración, polimerización, isomerización y otras reacciones.Páginas que muestran descripciones de wikidata como alternativa
- Filtración : proceso que separa los sólidos de los fluidos.
Referencias
- ^ Wilson, Ian D.; Adlard, Edward R.; Cooke, Michael; et al., eds. (2000). Enciclopedia de la ciencia de la separación . San Diego: Prensa académica. ISBN 978-0-12-226770-3.
Otras lecturas
- Academias Nacionales de Ciencias, Ingeniería y Medicina (2019). Una agenda de investigación para transformar la ciencia de la separación (Informe). Washington, DC: Prensa de las Academias Nacionales. doi :10.17226/25421. ISBN 978-0-309-49170-9.
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enlaces externos
- Separación de mezclas mediante diferentes técnicas Archivado el 5 de junio de 2013 en Wayback Machine , instrucciones para realizar experimentos en el aula
- Separación de componentes de una mezcla Archivado el 5 de junio de 2013 en Wayback Machine , instrucciones para realizar experimentos en el aula
