Proceso de separación (química)

Un proceso de separación es un método que convierte una mezcla o solución de sustancias químicas en dos o más mezclas de productos distintos. En otras palabras, es un proceso científico de distinguir dos o más sustancias para obtener pureza. Al menos una mezcla de productos de la separación se enriquece en uno o más de los constituyentes de la mezcla de origen. En algunos casos, una separación puede dividir completamente la mezcla en constituyentes puros. Las separaciones aprovechan las diferencias en las propiedades químicas o físicas (como el tamaño, la forma, la masa, la densidad o la afinidad química) entre los constituyentes de una mezcla.

Los procesos a menudo se clasifican de acuerdo con las diferencias particulares que utilizan para lograr la separación. Si no se puede utilizar una sola diferencia para lograr la separación deseada, a menudo se pueden combinar múltiples operaciones para lograr el fin deseado.

Con pocas excepciones, los elementos o compuestos existen en la naturaleza en estado impuro. A menudo, estas materias primas deben pasar por una separación antes de que puedan utilizarse productivamente, lo que hace que las técnicas de separación sean esenciales para la economía industrial moderna.

El propósito de la separación puede ser analítico, es decir, identificar el tamaño de cada fracción de una mezcla atribuible a cada componente sin intentar recolectar las fracciones. El propósito de una separación puede ser preparativo, es decir, "preparar" fracciones para su entrada en procesos que se benefician cuando se separan los componentes.

Las separaciones se pueden realizar a pequeña escala, como en un laboratorio con fines analíticos. Las separaciones también se pueden realizar a gran escala, como en una planta química.

Separación completa e incompleta

Algunos tipos de separación requieren la purificación completa de un determinado componente. Un ejemplo es la producción de aluminio metálico a partir del mineral de bauxita a través de la refinación por electrólisis. Por el contrario, un proceso de separación incompleto puede especificar que una salida consista en una mezcla en lugar de un solo componente puro. Un buen ejemplo de una técnica de separación incompleta es la refinación de petróleo. El petróleo crudo se presenta naturalmente como una mezcla de varios hidrocarburos e impurezas. El proceso de refinación divide esta mezcla en otras mezclas más valiosas, como gas natural, gasolina y materias primas químicas, ninguna de las cuales son sustancias puras, pero cada una de las cuales debe separarse del crudo crudo.

En ambos casos de separación completa e incompleta, puede ser necesaria una serie de separaciones para obtener los productos finales deseados. En el caso de la refinación de petróleo, el crudo se somete a una larga serie de pasos de destilación individuales, cada uno de los cuales produce un producto o producto intermedio diferente.

Lista de técnicas de separación

• Esponja, adhesión de átomos, iones o moléculas de gas, líquido o sólidos disueltos a una superficie
• Centrifugación y separación ciclónica, separa en base a diferencias de densidad
• quelación
• Filtración
• centrifugación

Cromatografía

La cromatografía separa las sustancias disueltas por diferente interacción con (es decir, viajar a través de) un material.

• Cromatografía líquida de alta resolución (HPLC)
• Cromatografía en capa fina (TLC)
• Cromatografía a contracorriente (CCC)
• Cromatografía de gotas en contracorriente (DCC)
• Cromatografía en papel
• cromatografía iónica
• Cromatografía de exclusión por tamaño
• Cromatografía de afinidad
• Cromatografía de partición centrífuga
• Cromatografía de gases y cromatografía de gases inversa

• Cristalización
• Decantación
• Demister (vapor), elimina las gotas de líquido de las corrientes de gas
• Destilación, utilizada para mezclas de líquidos con diferentes puntos de ebullición.
• Secado, elimina líquido de un sólido por vaporización o evaporación.

Electroforesis

La electroforesis, separa las moléculas orgánicas en función de su diferente interacción con un gel bajo un potencial eléctrico (es decir, diferentes viajes)

• Electroforesis capilar

• Separación electrostática, funciona según el principio de descarga de corona, donde dos placas se colocan juntas y se aplica un alto voltaje. Este alto voltaje se utiliza para separar las partículas ionizadas.
• elutriación
• Evaporación

Extracción

• Extracción
  • lixiviación
  • Extracción líquido-líquido
  • Extracción de fase sólida
  • Extracción de fluidos supercríticos
  • Extracción de fluidos subcríticos
• Fraccionamiento de flujo de campo

Flotación

• Flotación
  • Flotación por aire disuelto, elimina los sólidos en suspensión de forma no selectiva de la suspensión mediante burbujas generadas por el aire que sale de la solución
  • Flotación por espuma, recupera sólidos hidrofóbicos valiosos al adherirse a las burbujas de aire generadas por la agitación mecánica de una mezcla de aire y lodo, que flota y se recupera
  • Desentintado, separación de partículas de tinta hidrófoba de la pulpa de papel hidrófila en el reciclaje de papel

• Floculación, separa un sólido de un líquido en un coloide, mediante el uso de un floculante, que promueve la aglomeración sólida en flóculos.
• Filtración: los filtros de malla, bolsa y papel se utilizan para eliminar partículas grandes suspendidas en fluidos (p. ej., cenizas volantes) mientras que los procesos de membrana que incluyen microfiltración, ultrafiltración, nanofiltración, ósmosis inversa, diálisis (bioquímica) utilizando membranas sintéticas, separa partículas de tamaño micrométrico o más pequeñas. especies
• Destilación fraccionada
• Congelación fraccionada
• Separación de agua y aceite, separa gravimétricamente las gotas de aceite en suspensión de las aguas residuales en refinerías de petróleo, plantas petroquímicas y químicas, plantas de procesamiento de gas natural e industrias similares
• Separación magnética
• Precipitación
• recristalización
• Depuración, separación de partículas (sólidos) o gases de una corriente de gas utilizando líquido.
• Sedimentación, se separa usando diferencias de presión de densidad vocal
  • separación por gravedad
• tamizado
• Pelar
• Sublimación
• Separación vapor-líquido, se separa por gravedad, basada en la ecuación de Souders-Brown
• aventar
• Refinación de zona