Universidad de San Carlos de Guatemala

Facultad de Ingeniería

Escuela de Ciencias

Área de Química General

Laboratorio de Química General

Practica No. 3

“Métodos de Separación Física”

Nombre: Jairo Jesús Martínez Pérez Carne: 201313683

Nombre de Instructor: Yoli Guila Sección de Laboratorio: H 1

Fecha de realización: 07 de marzo del 2013 Fecha de entrega: 04 de Abril del 2013

1.Resumen

La práctica tiene como objetivo conocer y aplicar los diferentes métodos de separación física, a partir

de datos experimentales y fundamentos estadísticos, determinar que método es eficiente tomando en

cuenta la apariencia de lo que se recuperó, así también aprender a realizar un análisis de error relativo y el

porcentaje de recuperación de cada una mezclas.

Para realizar la práctica se utilizaron tres métodos, por Decantación, Filtración y Evaporación. Se midió la

densidad del agua, arena y de NaCl (cloruro de sodio, sal de mesa), con los instrumentos correspondientes

para método.

Para realizar la Decantación se midió la masa de la solución de agua y arena depositándolo en el Erlenmeyer,

se midió la masa de este cuando estaba vacío. Luego se utilizó la varilla para que rebalse suavemente en el

beacker, se midió nuevamente el volumen del agua decantada en la probeta para determinar la cantidad de

agua recuperada.

Para realizar la filtración se tomó una muestra de mezcla de agua y arena mezclando estas mismas para

después ser filtrado en el papel filtro de esta manera separa la arena del agua y finalmente purificar el líquido

que inicialmente estaba impuro.

Para realizar la evaporación se tomó una muestra de mezcla de agua y NaCl (cloruro de sodio), depositado en

el beacker, donde se agito la mezcla para después llevarlo a la plancha eléctrica para que se evaporará el agua,

y finalmente recuperar el NaCl(cloruro de sodio).

En la mayoría de los casos se obtuvieron resultados positivos ya que en todos los procesos que se realizaron se

pudo observar claramente cómo fue que se separaron las sustancias y como afectaban las condiciones en cada

caso, luego de obtener resultados, se calcularon los respectivos porcentajes de recuperación y el porcentaje

de error de cada proceso.

La práctica fue realizada a una temperatura de 24 y a una presión atmosférica de 640 mm Hg.

2.Resultados

Tabla No.1 Porcentaje de Recuperación.

Método Sustancias Sustancia recuperada Porcentaje de Recuperacion (%)

Decantación Agua y NaCl(Cloruro de sodio)

Agua 86

Filtración Agua y ArenaArena 212

Agua 90

Evaporación Agua Y NaCl(Cloruro de sodio)

NaCl 400

Fuente: Datos Calculados

Tabla No.2 Porcentaje de Error Relativo de Recuperación,

Metodo Sustancias Sustancia recuperada Porcentaje de error Relativo (%)

Decantación Agua y NaCl(Cloruro de sodio)

Agua 16.27

Filtración Arena y AguaArena 52.83

Agua 11.11

Evaporación Agua Y NaCl(Cloruro de sodio)

NaCl 75

Fuente: Datos Calculados

Tabla No. 3 Porcentaje de Error Absoluto.

Metodo Sustancias Sustancia Recuperada Porcentaje Error Absoluto

(%)

Decantación Agua y NaCl(Cloruro de sodio)

Agua 700

Filtración Agua y ArenaArena 250

Agua 250

Evaporación Agua Y NaCl(Cloruro de sodio)

NaCl 600

Fuente: Análisis de Error

¿Cuáles son los pros y los contras de cada uno de los métodos utilizados en cada proceso, así como alternativas para cada caso?

Tabla No. 4 Métodos Alternativos de Separación Física.

Metodo Pros Contras Metodo Alternativo

DecantaciónFacilidad con la que se puede separar dos sustancias no miscibles de diferente densidad en un medio líquido.

En el momento de realizar la separación de las mezclas se notó que parte de las sustancias en la ampolla de decantación se quedaba retenido de este modo dificultando su separación.

Destilación

Filtración

Este método es muy sencillo puesto que solo se necesita de un trozo de papel filtro para la eliminación de partículas sólidas.

Al momento de verter el líquido se necesita utilizar una varilla de agitación para regular el flujo de este puesto que de lo contrario costaría demasiado que el líquido pasara a través del papel filtro.

Centrifugación

Evaporación En este método únicamente se necesita llegar al punto de ebullición de uno de los componentes para lograr separar el material solido disuelto en el medio líquido.

Este método se emplea únicamente cundo no se tiene interés de utilizar el componente evaporado puesto que se pierde a no ser que se intervenga para evitar perdida.

Destilación

Principios físicos de los procedimientos.

Tabla No. 5

Procedimiento Principio físico

Decantación La decantación de una mezcla sólido-líquido se

realiza al “derramar” en un recipiente la fase

líquida de la mezcla, teniendo la precaución de

que la fase sólida quede en el recipiente

original.

Filtración

El principio físico de la filtración se basa en el

tamaño de la partícula y la solubilidad. Consiste

en usar un papel filtro u otro medio filtrante,

por el que a través de sus poros pasa el líquido,

pero no el sólido.

Evaporación

En la evaporación la mezcla se calienta en un

recipiente hasta la temperatura de ebullición

del líquido, para lograr la evaporación del

mismo y que la parte sólida quede en el fondo

del recipiente. Es un método muy utilizado en

la concentración de sólidos.

Fuente: Bibliografía No.1

Ejemplos de utilidad en la vida diaria de cada uno de los métodos de separación física

Decantación: Diferencia de densidades

Separación del petróleo del agua de mar.

Tratamiento de aguas residuales.

Separación de metales.

Filtración: Tamaño de sólido en relación al del poro del filtro

Purificación o clarificación de la cerveza.

Purificación del agua.

Fabricación de filtros de aire, aceite y agua.

Evaporación: Cambio de estado

Concentración de jugos de frutas.

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

Fabricación de leches concentradas.

Deshidratación de frutas.

3. Interpretación de resultados

De acuerdo a la tabla No. 1 el porcentaje de agua recuperada fue de 86% este resultado fue el mejor obtenido

en la práctica comparado al del dato teórico de todos los resultados obtenidos, esto quiere decir que fue más

eficiente para realizar este tipo de proceso, esto no pudo suceder para los demás métodos debido a errores

que se hicieron durante el procedimiento, así como el proceso de decantación que no se obtuvo el porcentaje

máximo porque no se midió correctamente el agua o la arena ya sea antes de la decantación o des pues de

esta, existe la posibilidad de que la decantación no se haya realizado correctamente y esto provocara que una

parte del agua se quedara en el beacker junto con el arena.

De la misma forma se puede observar que el porcentaje de arena que se recupero fue de 212 % esto se debe

a que al momento que se filtró en el papel filtro una cierta cantidad de agua quedo junto con la arena y el

papel filtro, y por error de procedimiento no se secó en la plancha eléctrica el papel con la arena después de

filtrado, teniendo un cantidad mayor a la que se tenía al inicio.

También interpretando el resultado de la evaporación que se obtuvo un porcentaje de 400%, siendo este

método con más error relativo, esto se debe a una mala practica en el proceso ya que en el momento de la

evaporación el agua disuelta en la sal no se evaporo por completo, o ya sea por que no se midieron bien las

masas antes o después de la evaporación.

Todos los resultados presentados en las tablas que aparecen en este reporte muestran falta de precisión en

las cantidades obtenidas en la experimentación, siendo estas puestas a evaluación por medio de las

ecuaciones propuestas en este laboratorio.

4. Conclusiones

El método más efectivo en base al porcentaje de recuperación y con menor error relativo y error en la

práctica es por Decantación, para la purificación de agua contaminada.

Si se realiza la decantación de cualquier mezcla es necesario que la composición de esta no sea de

sustancias miscibles.

La segunda práctica fue el proceso de filtración donde en 25ml de agua se le agrego 2gramos de arena

para luego filtrarlo. Donde se puede demostrar que es un método muy preciso y sencillo si se aplica

correctamente.

Cuando se realiza la evaporación de una mezcla y se necesita recuperar las dos sustancias es mejor

realizarlo por medio de la destilación ya que el líquido que se está evaporando es retenido y dirigido

hacia un recipiente que luego puede ser manipulado. De lo contrario la evaporación se emplea

únicamente cundo no se tiene interés de utilizar el componente evaporado puesto que se pierde a no

ser que se intervenga para evitar perdida.

El objetivo de toda separación o purificación es separa una sustancia de otra por lo tanto cuando se

realiza este proceso se toma en qué estado terminaran estas sustancias y si podrá reutilizar.

5.1 Procedimiento

Para toda la práctica de laboratorio se realizaron el siguiente procedimiento: Se limpió el área de trabajo. Se lavó y seco la cristalería.

Decantación de un sólido en un medio liquido:

Se midió la masa de los instrumentos con las sustancias y cuando estas estaban vacías. Se taro la cristalería. Se midió 50ml de solución de agua en la probeta de 100 ml. Se trasvaso el agua a un Erlenmeyer. Se agregó 10g de arena en el Erlenmeyer. Se mezcló y dejando sedimentar durante aproximadamente 5minutos la mezcla heterogénea. Se decantó por medio de una varilla, derramando el agua en un beacker. Se anotó los datos de recuperación de las sustancias.

Filtración de sólido y líquido:

Se taro un vidrio de reloj con 2g de arena. Se midió 25ml de agua en una probeta. Se mezcló en un Erlenmeyer las dos sustancias utilizando una varilla de vidrio. Se armó el equipo para la filtración se colocó el papel filtro en el embudo. Se vertió la mezcla en el embudo junto al papel dejando pasar solo el agua. Se midió la masa de arena recuperada en el papel filtro. Se anoto los datos de recuperación de la sustancia.

Evaporación de solido en un medio liquido:

Se taro un vidrio de reloj con 2g de arena. Se midió 25ml de agua en una probeta. Se mezcló en un beacker las dos sustancias utilizando una varilla de vidrio y dejando

sedimentar durante aproximadamente 5minutos la mezcla homogénea. Se colocó en la plancha eléctrica para que evaporara el agua, durante 20minutos

aproximadamente. Se midió la masa de la sal de mesa en el beacker. Se anotó los datos de recuperación de la sustancia.

5.3 Muestra de Cálculo

Porcentaje de Recuperación (Tabla No. 1)

DrDt×100=%

Ecuación No.1, Referencia 2

Dónde:

Dt.= Dato teórico (ml)

Dr.= Dato experimental (ml).

100= % sobre 100%

Ejemplo:

Calcular el porcentaje (%) de recuperación del método físico de separación por decantación de un sólido y un

líquido. Inciso A, de la tabla No.1.

Dt: 50 ml Dr: 43 ml

43ml50ml

×100=86%

R/. Se recuperó el 86% de agua en el método de decantación

Nota: Se utilizó el mismo procedimiento para calcular el porcentaje (%) de recuperación para los demás métodos de separación. Resultados en la Tabla No. 1

Porcentaje de Error Relativo (Tabla No. 6)

%E=Dt−DeDe

∗100

Dónde:

%E= Porcentaje de Error Relativo.

Dt= Representa el la cantidad con la que se nos indica que vamos a trabajar.

De= Representa la cantidad obtenida en la experimentación.

100= Es un una constante sobre el 100%.

Ecuación No.1, Referencia 2

Ejemplo:

Calcular el porcentaje de error de la cantidad de agua recuperada en el método de Decantación.

%E=50−4343

∗100

El error relativo fue de 86% en este proceso

Porcentaje de error absoluto (Tabla No.6)

%Ea=(vm−v v)∗100

Dónde: Ecuación No.3, Referencia 2

%Ea= Porcentaje de error absoluto.

vm=¿ Es el que representa un conjunto de medidas.

vv=¿Es el dato teórico con el que se va a trabajar.

100= Es un una constante sobre el 100%

Ejemplo:

Calcular el porcentaje de error absoluto en el método de Decantación, Inciso A, Tabla No. 6

%Ea=50−43

El porcentaje de error absoluto en el método de Decantación fue de 7%.

5.4 Análisis de Error

Porcentaje de Error Relativo

%E=Dt−DeDe

∗100

Dónde: Ecuación No. 1

%E= Porcentaje de Error Relativo

Dt= Representa el la cantidad con la que se nos indica que vamos a trabajar.

De= Representa la cantidad obtenida en la experimentación.

100=Es un una constante.

Tabla No. 6. Análisis de Errores

Método Porcentaje Error Relativo Porcentaje Error Absoluto

Decantación 16.27 700

Filtración 52.83 224

Evaporación 75 600

5.5 Datos Calculados

Tabla No. 7

Método Sustancia Volumen inicial

(ml)

Volumen final

(ml)

Masa inicial

(g)

Masa final

(g)

Decantación Agua 50 43

Arena 10 10

Filtración Agua 25 22.5

Arena 2 4.24

Evaporación Agua 25 0

NaCl 2 8

Fuente: Datos originales

Tabla No. 8 Método Decantación

Datos Peso (g) Incerteza Instrumento (ml)Probeta 57.22 + - 1

Reloj de Vidrio 44.08 ----Erlenmeyer+agua+NaCl 125.35 + -50

Fuente: Datos originales

Tabla No. 9 Método de Filtración

Fuente: Datos originales

Datos Peso (g) Incerteza Instrumento

Reloj de vidrio 44.08 ----

Papel Filtro 0.71 ----

Papel filtro y Reloj de vidrio y arena 49.00 -----

Tabla No. 10 Método de Evaporación

Datos Peso Incerteza Instrumento

Beacker 98.07 + - 5

Beacker con evaporación de NaCl 106.15

Fuente: Datos originales

Tabla No. 11 Resultados Finales

Método Sustancia Porcentaje Error relativo (%)

Porcentaje erro absoluto (%)

Porcentaje de recuperación (%)

Decantación Agua 16.27 700 86

FiltraciónArena 52.83 224 212

Agua 11.11 250 90

Evaporación NaCl 75 600 400

Fuente: Datos calculados

6. Bibliografía

1. Autor: Sánchez Pineda, Silverio, (2007).

Nombre libro: Química 2. México, D. F.:

Editorial Wiltee

Autores

2. Autores :Isabel sierra Alonso, sonia Morante Zarcero, Damián Pérez Quintanilla, Madrid, 207

Editorial DYKINSON, S, L Meléndez Valdez

Paginas (370-385)