Ejercicios de separación de mezcla. Las técnicas utilizadas para separar las sustancias que componen las mezclas homogéneas y heterogéneas tienen en cuenta el número de fases, la naturaleza de los componentes y sus propiedades.
Ejercicios de separación de mezcla – Resueltos
1. (Cesgranrio) En una etapa del tratamiento del agua que abastece a una ciudad, el agua se mantiene por un tiempo en tanques para que los sólidos en suspensión se depositen en el fondo. Llamamos a esta operación:
a) Filtración.
b) Sedimentación.
c) Sifonación.
d) Centrifugación.
e) Cristalización.
Opción correcta: b) sedimentación.
a) Incorrecto. Esta operación separa los sólidos suspendidos en líquido con un papel de filtro, que retiene las partículas a medida que la mezcla pasa a través de él.
b) Correcto. Esta operación de gravedad hace que las partículas más densas lleguen al fondo del tanque y se asienten cuando el agua está en reposo.
c) Incorrecto. Esta operación corresponde al transporte de un líquido desde un nivel superior a uno inferior, es decir, el líquido fluye hacia el recipiente inferior.
d) Incorrecto. Esta operación provoca la separación de una mezcla al aplicar la fuerza centrífuga adquirida por las rotaciones del aparato.
e) Incorrecto. Esta operación realiza la separación de sólidos y líquidos por evaporación del disolvente. El sólido que se disolvió se recristaliza.
2. (Vunesp) En la preparación del café, el agua caliente entra en contacto con el polvo y se separa en el colador. Las operaciones involucradas en esta separación son respectivamente:
a) Destilación y decantación.
b) Filtración y destilación.
c) Destilación y coerción.
d) Extracción y filtración.
e) Extracción y decantación.
Opción correcta: d) extracción y filtración.
a) Incorrecto. La destilación separa dos líquidos mezclados según el punto de ebullición. La decantación es la separación de una mezcla de sólidos y líquidos por la acción de la gravedad.
b) Incorrecto. La filtración utiliza un medio filtrante para retener los sólidos y la destilación separa los líquidos según el punto de ebullición.
c) Incorrecto. La destilación se usa para separar una mezcla homogénea de líquidos. La coerción es la forma popular de llamar filtración de café, que utiliza un colador.
d) Correcto. La extracción con solvente se realiza con agua que, cuando está en contacto con el café, solubiliza los componentes que estaban en el sólido y los arrastra. El polvo queda atrapado en el filtro, que representa el medio de filtración de la filtración.
e) Incorrecto. Aunque la extracción está representada por el uso de agua caliente como solvente, la decantación no es parte de este proceso.
3. (Unirio) Una mezcla que consiste en gasolina, agua, aserrín y sal de mesa se puede separar en sus diversos componentes siguiendo estos pasos:
a) Filtración, decantación y destilación.
b) Recogida y decantación.
c) Sublimación y destilación.
d) Prensado y asentamiento.
e) Destilación y decantación.
Opción correcta: a) filtración, decantación y destilación.
La mezcla compuesta por los componentes gasolina, agua, aserrín y sal de mesa tiene 3 fases:
| Fase 1 | Gasolina |
| Fase 2 | Aserrín |
| Fase 3 | Agua y sal |
a) CORRECTO. La filtración separa la fase 2 de las otras fases ya que el aserrín, partículas sólidas, queda atrapado en el medio filtrante.
La decantación separa la fase 1 de la fase 3 porque los líquidos tienen diferentes densidades y debido a sus características químicas no se mezclan, ya que el agua es polar y la gasolina no es polar.
La destilación promueve la evaporación del solvente, el agua y el sólido disuelto, la sal de la cocina, se recristaliza.
b) Incorrecto. La selección corresponde a la separación de sólidos con diferentes tamaños de partículas, que no es el caso presentado en esta pregunta. La decantación solo puede separar los componentes de agua y gasolina.
c) Incorrecto. La sublimación no es un proceso de separación de mezclas, sino un cambio de estado físico, que corresponde al paso de sólido a gas sin pasar por el estado líquido. La destilación solo puede separar los componentes de agua y sal de mesa.
d) Incorrecto. Presionar es una operación física de comprimir un objeto, que no se aplica al caso presentado en la pregunta. La decantación solo puede separar los componentes de agua y gasolina.
e) Incorrecto. La destilación separa la sal de la cocina del agua, que se evapora en el proceso. La sedimentación elimina la gasolina por la diferencia de densidad con el agua. Sin embargo, solo las dos operaciones no son suficientes para separar todos los componentes, ya que aún faltaría aserrín.
4. (Uniforme) Un sólido A se disuelve completamente en un líquido B. Es posible separar el disolvente B de la mezcla mediante:
a) Centrifugación.
b) Sifonación.
c) Decantación.
d) Filtración.
e) Destilación.
Opción correcta: e) destilación.
a) Incorrecto. La centrifugación separa los sólidos suspendidos en un líquido.
b) Incorrecto. La sifonación transporta el líquido desde un punto más alto a un punto más bajo.
c) Incorrecto. La decantación separa los componentes con diferentes densidades por la fuerza de la gravedad.
d) Incorrecto. La filtración retiene partículas sólidas suspendidas en un líquido usando un medio de filtro.
e) CORRECTO. La destilación puede evaporar el disolvente B y el sólido A se cristaliza.
Más ejercicios de mezclas heterogéneas y homogéneas
5. (UnB) Juzgue los siguientes elementos, marcando C para lo correcto y E para lo incorrecto.
1) La evaporación permite la separación de dos líquidos muy volátiles.
2) Es posible la separación de un material líquido-líquido homogéneo por destilación fraccionada.
3) La separación de los componentes del petróleo se basa en la diferencia entre sus temperaturas de ebullición.
4) El principio de la destilación fraccionada se basa en la diferencia de solubilidad de los sólidos en un material.
1) Incorrecto La evaporación es un cambio de estado físico, que corresponde al paso del estado líquido al gaseoso. Si los dos líquidos son bastante volátiles, entonces tienen puntos de ebullición muy cercanos, lo que dificulta su separación.
2) CORRECTO. Los líquidos están separados por los diferentes puntos de ebullición. El líquido de ebullición más bajo se elimina primero del sistema.
3) CORRECTO. El petróleo es una mezcla compleja de hidrocarburos que tienen diferentes propiedades físicas y químicas. Las torres de destilación separan los componentes de la mezcla de acuerdo con su volatilidad, ya que los puntos de ebullición varían con el tamaño de la cadena de carbono.
4) Incorrecto. Se basa en los diferentes puntos de ebullición de los componentes de la mezcla.
6. (UFRGS) Un sistema heterogéneo bifásico está formado por tres líquidos diferentes A, B y C. Se sabe que:
- A y B son miscibles entre sí;
- C es inmiscible con A y B;
- A es más volátil que B.
Según esta información, los métodos más apropiados para separar los tres líquidos son:
a) Centrifugación y decantación.
b) Decantación y fusión fraccional.
c) Filtración y centrifugación.
d) Filtración y destilación fraccionada.
e) Decantación y destilación fraccionada.
Opción correcta: e) decantación y destilación fraccionada.
Según los datos de la declaración, el sistema presentaba dos fases:
| Fase 1 | Líquidos A y B |
| Fase 2 | Líquido C |
a) Incorrecto. La centrifugación no se puede utilizar ya que es adecuada para separar partículas suspendidas en un líquido.
b) Incorrecto. La fusión fraccional no se puede utilizar ya que es adecuada para separar sólidos con diferentes puntos de fusión.
c) Incorrecto. La filtración no puede usarse ya que es adecuada para separar sólidos en líquidos. Del mismo modo, la centrifugación no es útil ya que es un proceso acelerado de separación sólido-líquido.
d) Incorrecto. La filtración no puede usarse ya que es útil para separar sistemas heterogéneos sólido-líquido.
e) CORRECTO. La decantación promueve la separación de la fase 1 con los componentes A y B de la fase 2, que corresponde al componente C por la diferencia de densidad.
La destilación promueve la separación de A y B según el punto de ebullición de las sustancias. La mezcla se calienta y el componente de ebullición más bajo se evapora primero y se recoge en otro recipiente.
7. (Ufba) Según el diagrama a continuación, es correcto indicar:
a) El proceso X es filtración.
b) El sólido A es carbonato de calcio, CaCO3.
c) El proceso Y es decantación.
d) El sistema C es un material homogéneo.
e) El sistema D tiene una sustancia.
f) El proceso Z es una destilación simple.
g) El agua destilada es un material.
Opciones correctas: a, b, c, f.
a) CORRECTO. El sólido A se separó del sistema B porque no se disolvió en él. La filtración retiene las partículas sólidas que permanecen en el papel de filtro mientras el líquido que ha pasado a través del embudo se recoge en otro recipiente.
b) Correcto. El calentamiento provocó una reacción química. En él, se formaron nuevas sustancias por la descomposición del carbonato de calcio (CaCO3)
CaCO3 CO2(g) + CaO(s)
c) Correcto. Cómo la mezcla está compuesta de líquidos inmiscibles, la separación se produjo por la diferencia de densidad. Al decantar, usando un embudo de bromo, los componentes se separan espontáneamente.
d) Incorrecto. Si el sistema es monofásico, solo tiene una fase y puede ser una mezcla homogénea o una sustancia pura.
e) Incorrecto. El sistema D es una mezcla homogénea de agua y carbonato de calcio (CaCO3)
f) Correcto. Cómo el sistema D es homogéneo, compuesto de líquido y sólido, por destilación el líquido puede evaporarse y luego condensarse para recogerse en otro recipiente.
g) Incorrecto. El agua destilada es una sustancia, ya que tiene propiedades fijas e invariables en todas partes.
8. (PUC-MG) Al colocar hexano (d = 0.66 g / cm3), agua (d = 1 g / cm3) y la sal (NaCl) en una cristalería de laboratorio conocida como el embudo de decantación (figura siguiente), marcan el aspecto apropiado observado después de un período de descanso.
a) A
b) B
c) C
d) D
Opción correcta: d) D.
El hexano tiene una densidad menor que el agua, por lo que es el componente principal del embudo de decantación. El agua es el componente intermedio, ya que tiene una densidad menor que la mezcla de agua y sal.
Cuando ponemos sal en el agua, los iones se disocian, como muestra la ecuación química:
Debido a que es un compuesto iónico soluble en agua, el cloruro de sodio sufre un cambio, descomponiéndose en sus iones, por lo que el agua y la sal representan una fase en el sistema.
El resultado es un producto con una densidad intermedia entre el agua y la sal, que es 2,16 g / cm³. Esto se debe a que el agua ya no es una sustancia pura y se ha convertido en una mezcla. Por lo tanto, esta mezcla es más densa que el agua pura.
9. (Unicid) Numere la segunda columna de acuerdo con la primera, luego elija la opción de numeración correcta de arriba a abajo
| Mezclas | Principales métodos de separación |
|---|
| 1) Oxígeno y nitrógeno | (///) Destilación |
| 2) aceite y agua | (///) Filtración |
| 3) alcohol y agua | (///) Separación magnética |
| 4) hierro y azufre | (///) Decantación |
| 5) aire y polvo | (///) Licuefacción |
a) 1 – 4 – 5 – 2 – 3
b) 1 – 5 – 4 – 3 – 2
c) 3 – 2 – 4 – 5 -1
d) 3 – 5 – 4 – 2 – 1
e) 5 – 1 – 3 – 4 – 2
Respuesta correcta: d) 3 – 5 – 4 – 2 – 1.
Destilación separa el alcohol y el agua (3), ya que los dos componentes tienen diferentes temperaturas de ebullición.
Filtración separa el aire y el polvo (5), porque por el tamaño de las partículas el polvo queda atrapado en un filtro.
Separación magnética separa el hierro y el azufre (4), porque el hierro tiene propiedades magnéticas y es atraído por un imán.
Decantación separa el aceite y el agua (2), ya que los dos componentes de la mezcla tienen densidades diferentes y no son miscibles.
Licuefacción separa oxígeno y nitrógeno (1), ya que los dos gases crean una mezcla homogénea. En este proceso, el aire se enfría a líquido. Después de esto, la mezcla se calienta y los componentes se separan por punto de ebullición en una columna de destilación.
10. (Cairu) Para procesos de separación de materiales, indique la alternativa correcta.
a) La elaboración de café, un proceso de separación de materiales, es un fenómeno físico.
b) La fase de un sistema son los componentes que forman ese sistema.
c) Uno de los procesos a menudo utilizados para separar el agua de mar de la sal es la filtración.
d) Cuando las sustancias pasan del estado sólido al líquido, hay evidencia de que ha ocurrido una reacción química.
e) La destilación fraccionada es un proceso que a menudo se usa para separar dos sólidos.
Respuesta correcta: a) La preparación del café, un proceso de separación de materiales, es un fenómeno físico.
a) CORRECTO. Colar el café es lo mismo que filtrarlo. Por lo tanto, es un fenómeno físico.
b) Incorrecto. La fase corresponde a la región del sistema que presenta los mismos aspectos en toda su extensión.
c) Incorrecto. El proceso más utilizado es la evaporación. El agua, que tiene un punto de ebullición más bajo que la sal, se separa primero.
d) Incorrecto. El cambio de estado físico representa una transformación física. La reacción química ocurre cuando se forman nuevas sustancias.
e) Incorrecto. La destilación fraccionada se usa a menudo para separar componentes líquidos de una mezcla homogénea, es decir, las sustancias son miscibles. Por lo tanto, la destilación se separa de acuerdo con los diferentes puntos de ebullición.
