Fundamentos y Técnicas de Separación Química en el Laboratorio

Técnicas Fundamentales de Separación y Purificación en el Laboratorio

1. Separación de Mezclas Líquidas: Alcohol y Agua

¿Qué técnica utilizarías para separar una mezcla de alcohol y agua? ¿En qué consiste? ¿Qué aparato utilizarías?

La técnica utilizada es la destilación.

Fundamento: Consiste en el cambio de estado del líquido a vapor. Este cambio se consigue mediante la aportación de energía (calor). La sustancia más volátil (en este caso, el alcohol) pasa a vapor y es recogida para su posterior condensación y recuperación en estado líquido.

Aparato: Se utilizaría un destilador o un equipo de destilación simple.

¿Qué elementos integran el equipo de destilación?

Los elementos principales que integran el equipo son:

• Termómetro: Para controlar la temperatura de ebullición.
• Matraz de destilación: Donde se calienta la mezcla.
• Mechero Bunsen o Manta Calefactora: Fuente de energía.
• Refrigerante (o Condensador): Donde el vapor se enfría y vuelve a estado líquido.
• Vaso de recogida (o Matraz Erlenmeyer): Para recolectar el destilado.

2. Obtención y Requisitos del Agua de Laboratorio

Cita y explica brevemente las técnicas utilizadas para obtener agua de laboratorio.

Las principales técnicas de purificación de agua son:

Deionización

Reduce la concentración de iones disueltos en el agua mediante resinas de intercambio iónico.

Destilación

Separa los componentes líquidos de una mezcla homogénea, eliminando sales y microorganismos no volátiles.

Ósmosis Inversa

Elimina la mayor parte de las sales disueltas y partículas mediante el paso del agua a través de una membrana semipermeable.

Ultrafiltración

Retiene partículas muy pequeñas, como proteínas y otras macromoléculas, utilizando membranas con poros muy finos.

¿Qué requisitos debe reunir el agua que se usa en el laboratorio?

El agua utilizada en el laboratorio debe cumplir altos estándares de pureza, incluyendo:

• Debe ser pura y destilada o desionizada (libre de iones).
• Debe estar libre de sales, color y turbidez.
• Debe tener una baja conductividad eléctrica.
• Debe ser pura de sales de calcio y magnesio (baja dureza).
• Debe estar libre de compuestos orgánicos volátiles.

3. Eliminación de Humedad y Electroforesis

¿Qué técnica utilizarías para eliminar la humedad de una harina? Explica el equipo que utilizarías.

Se utilizaría la técnica de desecación.

Equipo: Se emplea un desecador y un agente desecante (como gel de sílice o cloruro de calcio).

Procedimiento:

1. Se añade el agente desecante en la base del desecador.
2. La muestra de harina se coloca en un recipiente abierto sobre la placa del desecador.
3. Se cierra herméticamente la tapa del desecador para aislar la muestra de la humedad atmosférica.
4. Se deja actuar el agente desecante, que absorbe la humedad de la harina hasta alcanzar el equilibrio.

¿Qué es la electroforesis? Explica el fundamento de la técnica.

La electroforesis es una técnica de separación que permite fraccionar las sustancias presentes en una mezcla homogénea en función de su carga eléctrica y su tamaño molecular.

Fundamento: Cuando se aplica un campo eléctrico a través de un medio de soporte (como un gel o papel), las moléculas cargadas (como proteínas o ácidos nucleicos) migran hacia el electrodo de signo opuesto. La velocidad de migración depende de la relación carga/masa de la molécula.

Aplicaciones: Se emplea para separar las distintas fracciones que componen las proteínas del suero humano, así como para estudiar los tipos de hemoglobina y los ácidos nucleicos.

4. Cromatografía y Métodos de Extracción

¿Cuáles son los elementos de una cromatografía en papel? Explica brevemente el procedimiento.

Los elementos esenciales de la cromatografía en papel son:

• Fase Móvil: Suele ser una mezcla de disolventes (eluyentes), cuya composición depende de las sustancias que se deban separar. Una mezcla común es etanol (alcohol etílico) y agua.
• Fase Fija: Se emplea un papel de filtro (celulosa) en forma de tira o rectángulo, donde se deposita la muestra.

Procedimiento: La fase móvil asciende por capilaridad a través de la fase fija, arrastrando los componentes de la muestra a diferentes velocidades. La separación ocurre porque cada componente tiene una afinidad distinta por la fase móvil y la fase fija.

En relación con los métodos de extracción con disolvente, define brevemente:

Maceración

Se pone en contacto la muestra (droga) con el disolvente a temperatura ambiente. Se deja actuar durante un tiempo prolongado (generalmente más de 30 minutos). Se utiliza para extraer sustancias termolábiles.

Infusión

Se añade agua hirviendo a la muestra y se deja enfriar hasta que alcanza la temperatura ambiente. Posteriormente, se filtra.

Percolación

Consiste en hacer pasar un disolvente a temperatura ambiente de forma continua a través de la muestra, extrayendo progresivamente las sustancias activas.

Destilación

Técnica que se basa en el cambio de estado de líquido a vapor. Se utiliza en extracción para separar y recoger componentes volátiles.

Cocimiento (Decocción)

La muestra se mantiene en ebullición con el disolvente durante un tiempo específico (ej. 30 minutos) para asegurar la extracción de componentes menos solubles.