Filtración, Sedimentación y Decantación

Introducción

En química, la separación de sustancias es un proceso importante utilizado para separar mezclas en sus componentes. En el Curso 8, se te presenta varias técnicas básicas de separación que nos ayudan a purificar sustancias u obtener componentes útiles de una mezcla. Las tres técnicas básicas son la filtración, sedimentación y decantación. Comprender estos procesos nos ayuda a entender cómo las mezclas pueden ser clasificados en sustancias puras para que puedan ser utilizadas en la vida diaria o industrias complejas.

Filtración

La filtración es una técnica de separación usada para separar sólidos de líquidos o gases, usando un medio de filtro que permite el paso del líquido pero no del sólido. El sólido que permanece en el filtro se llama el residuo, mientras que el líquido que pasa a través se llama el filtrado.

Imagina que tienes una mezcla de arena y agua. Para separar la arena del agua, puedes usar un proceso de filtración simple.

Ejemplo: La filtración se usa en plantas purificadoras de agua, donde el agua sucia se pasa por un filtro, eliminando partículas suspendidas, obteniendo así agua limpia.

La filtración se utiliza en nuestra vida diaria para preparar café. El filtro permite que pase el líquido del café mientras retiene el residuo del café aparte.

Cómo funciona la filtración

Este proceso depende de la diferencia en el tamaño de las partículas que se van a separar. Típicamente, se usa papel de filtro u otro material poroso similar como medio de filtro. La mezcla se vierte sobre el papel de filtro en un embudo. Las partículas más grandes quedan atrapadas por los poros del filtro, mientras el líquido lo atraviesa. Aquí están los pasos simples:

1. Vierte la mezcla en un embudo forrado con papel de filtro.
2. Permite que el líquido se filtre por el papel, dejando los sólidos atrás.
3. El líquido claro recogido se llama filtrado.
4. La materia sólida atrapada en el papel de filtro se llama el residuo.

Sedimentación

La sedimentación es el proceso por el cual las partículas más pesadas en una mezcla se asientan en el fondo de un recipiente sin ser agitadas durante un tiempo. Se basa en el principio de que los sólidos son más densos que los líquidos. Considera un escenario donde mezclas tierra con agua. Si se deja en reposo, observarás que la tierra lentamente se asienta en el fondo del recipiente debido a la gravedad.

Ejemplo: La sedimentación se puede ver en entornos naturales como ríos y lagos, donde la tierra y otras partículas lentamente se asientan en el fondo con el tiempo.

Cómo funciona la sedimentación

Cuando se permite que una suspensión de partículas sólidas en un líquido se asiente, las partículas tienden a moverse hacia el fondo debido a su peso y la fuerza de la gravedad. A medida que las partículas se asientan, la claridad del agua en la parte superior aumenta. El agua clara sobre el sólido asentado a menudo se llama el sobrenadante.

1. Mezcla sólidos y líquidos a fondo en un recipiente.
2. Permite que la mezcla repose por varias horas o hasta que los sólidos se asienten.
3. Los sólidos formarán una capa en el fondo, y un líquido claro se formará en la parte superior.

Decantación

La decantación es un método de separación de mezclas al retirar una capa de líquido, generalmente la capa de la cual se ha asentado un precipitado. Después de la sedimentación, el líquido claro se puede verter sobre el depósito de sólido, lo cual se llama la decantación.

Ejemplo: A menudo usamos la decantación en la vida diaria. Por ejemplo, cuando cocinamos arroz y queremos quitar el exceso de agua después de hervirlo, el agua es drenada del arroz hervido.

Cómo funciona la decantación

Una vez que las partículas sólidas se han asentado por sedimentación, la decantación se puede usar para retirar el líquido sin perturbar el sólido asentado. La clave es verter lentamente la capa superior del líquido fuera del contenedor.

1. Cuando la sedimentación se ha completado y los sólidos se han asentado, prepárate para verter el líquido.
2. Inclina suavemente el contenedor para permitir que el líquido salga sin dañar la parte sólida en el fondo.
3. Continúa hasta que la mayor parte del líquido se haya drenado.

Conclusión

La filtración, sedimentación y decantación son tres métodos simples pero efectivos para separar mezclas en sus componentes. Cada método se basa en principios diferentes: la filtración utiliza diferencias de tamaño, la sedimentación utiliza diferencias de densidad, y la filtración utiliza la separación lograda por sedimentación. Estas técnicas no solo se aplican en ambientes académicos, sino que también son ampliamente utilizadas en la vida cotidiana y en muchos procesos industriales.

Estas técnicas de separación son fundamentales en la química y proporcionan una comprensión básica de cómo diferentes sustancias pueden separarse y utilizarse eficientemente en varias aplicaciones.