Mezclas
¿Alguna vez has visto a un panadero tamizando harina? Vierten la harina en un tamiz, que es una malla de alambre y solo las partículas más finas de harina pasan a través de la malla. Este es un método que puede usarse para separar físicamente partículas de diferentes tamaños. Ahora cambiemos de marcha y pasemos de la harina a los materiales terrestres.
Separación de sólidos
Tamizado
Al igual que tamizar la harina, podemos tamizar el material de la Tierra. Este proceso se llama tamizado y se utiliza para obtener metales a partir de materiales terrestres. El metal que se utiliza para la construcción no sale del suelo de esa manera. El hierro, por ejemplo, se obtiene en forma de mineral , que son básicamente rocas que contienen compuestos de hierro y oxígeno. El mineral se extrae y luego se tritura mediante máquinas gigantes. El material resultante se vierte a través de grandes mallas de alambre para asegurar que el mineral se haya triturado hasta obtener las partículas del tamaño correcto.
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Sedimentación
Cuando se han obtenido partículas suficientemente pequeñas a través del proceso de trituración y tamizado, el material resultante se puede mezclar con agua creando una suspensión . La lechada se vierte o bombea a un dispositivo que permite que la gravedad separe los materiales de diferente densidad. El material más pesado cae primero al fondo y permite recolectar el material más valioso.
Tanques de flotación
Otro proceso de separación es el tanque de flotación . El mineral triturado se mezcla con un detergente, se mezcla con agua y se coloca en un tanque de flotación. Se bombea aire al tanque y la mezcla se agita generando burbujas a las que se adhieren los minerales deseados. A continuación, se recogen las burbujas que contienen los minerales.
Imanes
El hierro es magnético, por lo que las partículas de mineral que contienen hierro se pueden separar del material no magnético mediante magnetismo. El mineral triturado se vierte en una cinta transportadora magnética y cuando la cinta transportadora se da vuelta, el material no magnético cae en un contenedor de desechos. La plancha se adhiere a la correa magnética y un raspador obliga a la plancha a salir de la correa a otro recipiente.
Separación de sólidos y líquidos
Filtración y evaporación
Digamos que queremos separar una gran cantidad de sal de la arena. La sal se disuelve en agua, mientras que la arena no se disuelve. Podríamos poner la mezcla de sal y arena en agua y dejar que la sal se disuelva. Una vez que la sal se ha disuelto, la solución de agua salada y arena se vierte a través de papel de filtro. El agua salada pasa y la arena no.
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Para volver a convertir la sal en forma sólida, puede ponerla en cacerolas poco profundas donde el agua se evaporará y la sal volverá a cristalizar en forma sólida.
Centrífugo
Si obtenemos una mezcla de material particulado en solución, podemos ponerlo en una centrífuga , que es un dispositivo que hace girar la mezcla en círculos a velocidades muy altas. Esto genera una gravedad artificial en la mezcla que hace que el precipitado sólido se deposite en el fondo. A continuación, se puede extraer el líquido mediante sifón.
Separación de líquidos
Destilación
El petróleo se obtiene del suelo y es una mezcla de varias moléculas orgánicas. En esta mezcla se incluye un gas llamado gas natural . El gas es menos denso que los líquidos o los sólidos, por lo que asciende a la superficie de forma natural y se separa del resto de la mezcla. La mezcla de petróleo restante contiene varias moléculas que tienen diferentes puntos de ebullición. La mezcla de petróleo se coloca en una torre de destilación y el material se calienta. Las moléculas con los puntos de ebullición más bajos se evaporarán primero y subirán en la torre de destilación y se separarán del resto del material.
Resumen de la lección
La separación de la mezcla es un entorno de laboratorio, o en una cocina es muy similar a cómo se separan las mezclas a gran escala como con los materiales de la Tierra. Los sólidos se pueden separar de otros sólidos. Los líquidos se pueden separar de los sólidos, los gases se pueden separar de los líquidos e incluso los líquidos se pueden separar de otros líquidos.
Los sólidos se pueden separar de otros sólidos mediante un tamizado , que consiste en colocar el mineral triturado en un tamiz gigante. Esto separará las partículas por tamaño.
El mineral molido también se puede mezclar con agua, lo que lo convierte en lodo . Esta lechada se bombea o vierte en un dispositivo que permite que las partículas más grandes se asienten en el fondo y luego se pueda recolectar el material más liviano.
El mineral molido también se puede mezclar con agua y detergente. La mezcla se coloca en un tanque de flotación y se bombea aire generando burbujas. Las partículas más ligeras se adhieren a las burbujas, que se separan de la mezcla.
Cualquier material magnético se puede separar mediante imanes.
Los líquidos se pueden separar de los sólidos mediante filtración. Las mezclas que contienen materiales que se pueden disolver se ponen en agua. La solución se vierte a través de un filtro. Esto separa los sólidos de las partículas disueltas.
Las centrífugas se pueden usar para hacer girar líquidos a altas velocidades, lo que permite que los sólidos se depositen en el fondo simulando la gravedad.
Una torre de destilación puede separar líquidos de otros líquidos. Cuando se calienta la mezcla líquida, primero se separan las moléculas con el punto de ebullición más bajo. Los gases naturales en el líquido se separan naturalmente porque el gas es menos denso que el líquido.
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