Mezclas y sus Características

Las características de las mezclas son:

• Se realizan en todas proporciones.
• Se forman sin absorción ni desprendimiento de energía.
• Sus componentes se pueden separar por métodos físicos: decantación, filtración, etc.
• Las propiedades de sus componentes permanecen invariables.

Los parámetros que debemos controlar son:

• Características fisicoquímicas de los sólidos a mezclar.
• Factores que puedan afectar a la estabilidad de la mezcla.
• Proporcionalidad de los componentes de la mezcla: se realizarán los cálculos adecuados mediante la técnica de las diluciones sucesivas.

El mezclado se usa para:

• Mezclar compuestos, pigmentos, formulaciones.
• Homogeneizar la muestra antes del análisis.
• Preparación de emulsiones, suspensiones y dispersiones de compuestos activos.

Solubilidad y Disolventes

Pruebas de Solubilidad y Disolventes Comunes

Se evalúa la solubilidad bajo diferentes condiciones (ej. diluido/concentrado, frío/caliente) usando diversos disolventes:

• Agua (fría y caliente)
• HCl diluido (frío y caliente)
• HCl concentrado (frío y caliente)
• HNO₃ diluido (frío y caliente)
• HNO₃ concentrado (frío y caliente)
• Agua regia (HNO₃:HCl, 1:3)
• Otros métodos como disgregaciones.
• Disolventes orgánicos: acetona, etanol, éter, cloroformo, tolueno, diclorometano. Nota: Hay que tratar con cuidado los disolventes orgánicos porque son inflamables.

Disgregación

La disgregación consiste en mezclar la muestra con el fundente en proporción 1:10 o superior. Se calienta en un crisol dentro de un horno de mufla a temperaturas elevadas, entre 300-1200 °C.

Filtración

Para realizar una filtración se necesita:

• Medio filtrante o filtro: un material poroso que retiene las partículas del sólido en suspensión y deja pasar el líquido.
• Aparatos de filtración, como soportes de filtración: embudos, placas filtrantes, etc.
• Materiales auxiliares para la filtración, necesarios para completar la filtración, como bombas, frasco de seguridad, aros metálicos, etc.

Filtros de Fibras de Vidrio

Son filtros que se elaboran a partir de fibras de vidrio de borosilicato. Se utilizan sustituyendo al papel de filtro cuando las disoluciones son muy ácidas o muy básicas, que pueden atacar al papel. Son filtros de profundidad que proporcionan altas velocidades de flujo, una gran capacidad de carga y una retención de partículas muy pequeñas, incluso en el rango de una micra.

Ósmosis

La ósmosis se define como la tendencia de las moléculas del disolvente a difundir (tendencia de las moléculas en solución a moverse hasta conseguir una distribución uniforme) a través de una membrana semipermeable con el fin de equilibrar las concentraciones de soluto a ambos lados de la membrana.

Sedimentación

Sedimentación Discreta

Las partículas que sedimentan mantienen su individualidad, es decir, no se someten a un proceso de coalescencia con otras partículas. En este caso, las propiedades físicas de las partículas (tamaño, forma y densidad) no cambian durante el proceso. La deposición de partículas de arena en un desarenador es un ejemplo típico de sedimentación discreta.

Sedimentación con Floculación

La aglomeración de partículas va acompañada de cambios en la densidad y velocidad de sedimentación. La sedimentación que se lleva a cabo en los clarificadores o sedimentadores es un ejemplo de este proceso.

Operaciones y Procesos Unitarios en Ingeniería Química

Operaciones Unitarias Físicas

Tratamiento en los cuales el cambio en la calidad del agua es llevado a cabo mediante la aplicación de fuerzas físicas. Operaciones unitarias físicas típicas son el enrejado, mezclado, desengrasado, desarenado, sedimentación y filtración.

Procesos Unitarios Químicos

Tratamiento en los que la eliminación o tratamiento del contaminante se realiza por adición de productos químicos o a través de reacciones químicas. Dos ejemplos importantes son la precipitación química y la desinfección.

Procesos Unitarios Biológicos

Tratamiento en los que la eliminación de contaminantes se lleva a cabo por medios biológicos. El ejemplo más conocido es el proceso de fangos activados para el tratamiento de materia orgánica presente en las aguas residuales.

Secado

Aplicaciones en Laboratorio

• Determinar el contenido en humedad de muestras.
• Deshidratar sales para su uso.
• Acondicionar muestras para análisis.
• Secado de gases.

Aplicaciones Industriales

• Disminuir el coste del transporte (al disminuir el peso).
• Facilitar el manejo del producto (es más fácil manejar el producto seco).
• Conservar el producto (impedir crecimiento de moho).
• Se utiliza en industria de cerámica, papeleras, pinturas, productos alimenticios, frutos, carnes, pescados, etc.

Métodos Directos

El contenido en agua se determina por la pérdida de peso que experimenta la muestra cuando se somete a unas condiciones que hacen que se pueda separar el agua que se determina.

Métodos Indirectos

En este caso, el agua expulsada de la muestra puede ser recogida y determinada por su peso o volumen o por alguna otra propiedad.