Decantación: concepto, ejemplos y tipos
La decantación es un procedimiento utilizado para separar mezclas heterogéneas, especialmente las que son sólido-líquido o líquido-líquido. Se produce debido a la diferencia de densidades entre los componentes de la mezcla, lo cual hace que la sustancia menos densa se ubique arriba, mientras la sustancia más densa, abajo.
La mezcla sólido-líquido se da cuando el sólido es insoluble en el líquido, adhiriéndose al fondo del recipiente. Por otro lado, la mezcla líquido-líquido se origina cuando dos líquidos no pueden ser mezclados. Esto se observa en la aparición de dos capas o fases, siendo la inferior la que corresponde al líquido más denso.
La mezcla sólido-líquido se decanta con ayuda de la gravedad e inclinando el recipiente con el cuidado de que el líquido fluya hacia fuera, mientras el sólido permanece adherido a las paredes internas del recipiente. Por su parte, la mezcla líquido-líquido se decanta utilizando el embudo de decantación.
La decantación es un método de separación poco costoso, ya que no suele utilizar muchos reactivos, y en muchos casos puede ser realizada manualmente, sin la necesidad de utilizar equipos.
Índice del artículo
- 1 Concepto de decantación
- 2 Tipos de decantación
- 3 Ejemplos de decantación
- 3.1 Separación de agua y aceite
- 3.2 Extracción de petróleo
- 3.3 Elaboración de mantequilla
- 3.4 Decantación del vino
- 3.5 Preparación de jugos
- 3.6 Método de Folch-Pi
- 3.7 Eliminación del mercurio del agua
- 3.8 Desecación de líquidos orgánicos
- 3.9 Separación de aguas residuales
- 3.10 Separación de glicerina y biodiesel
- 4 Referencias
La decantación es una técnica de separación de mezclas de dos fases: sólido-líquido o líquido-líquido. En el caso de mezclas líquido-sólido es viable solo si el sólido permanece fuertemente adherido a las paredes internas del recipiente. Basta con verter el líquido en otro recipiente para que la decantación esté lista.
En el caso de la mezcla líquido-líquido, se podrá decantar cuando ambos líquidos estén visiblemente diferenciados. Se recurre al embudo de decantación para volúmenes grandes.
La decantación viene a ser quizás la técnica de separación más robusta, y funciona bien para mezclas simples.
Se utilizan los tubos de ensayo para decantar cuando los volúmenes de las mezclas son pequeños. Se recomienda que los tubos de ensayo, colocados en una gradilla, tengan un ángulo de inclinación aproximadamente de 45º durante la decantación.
La inclinación de los tubos facilita la separación de las fases líquidas, ya que evita la interferencia del movimiento de los líquidos cuando se están separando en la etapa inicial de la decantación. El líquido menos denso puede ser retirado mediante una pipeta Pasteur.
En esencia el procedimiento de decantación es el mismo que el seguido con los tubos de ensayo. Pero el volumen es mayor y no realiza la inclinación de 45º. El tiempo de decantación usualmente es largo para lograr la mayor separación posible de los líquidos.
Lo más engorroso es la recolección del líquido menos denso. Para ello se recomienda verter el líquido, usando como guía una varilla de vidrio, con el fin de evitar que se pierda parte del líquido. En esta ilustración se puede observar cómo se hace este tipo de decantación:
Este tipo de embudo de vidrio tiene una forma de pera. En el extremo inferior tiene un tubo dotado de una llave que sirve para controlar la salida de los líquidos a través de él. Mientras, en el otro extremo tiene una boca de vidrio esmerilado que se acopla herméticamente con un tapón de vidrio.
Se coloca la mezcla de líquidos en el embudo de agitación y se agita vigorosamente. Luego, se fija el embudo a un soporte universal y se deja en reposo para que ocurra la decantación.
Cuando se ha producido la separación de los líquidos que no pueden ser mezclados, se abre la llave para recoger el líquido más denso que se encuentra en la parte inferior del embudo de decantación. Se cierra finalmente la llave para que permanezca en el embudo el líquido menos denso, el cual se saca por la boca del embudo.
En la siguiente ilustración se observa cómo se abre la llave del embudo de decantación y el líquido más denso comienza a caer a un matraz erlenmeyer. La llave quedará abierta hasta que este líquido caiga por completo, quedando en el embudo únicamente el líquido superior, menos denso, que se vacía posteriormente:
La centrifugación es una técnica utilizada para acortar el tiempo necesario para que ocurra la decantación. Mediante ella aumenta la fuerza de gravedad que actúa sobre las partículas en suspensión.
La centrifugación se utiliza para separar las partículas en suspensión con base a su tamaño y forma, así como de la densidad y viscosidad del medio, además de la velocidad de la centrifugación. Mientras mayor sea la densidad y el tamaño de las partículas, mayor es la facilidad de su sedimentación.
La centrifugación se usa en forma rutinaria en los laboratorios clínicos para la obtención del plasma sanguíneo, mediante la sedimentación de los eritrocitos, los leucocitos y las plaquetas.
En esta ilustración se observan tubos de ensayo con sedimentos colocados en una máquina centrifugadora:
A continuación se rota la máquina durante unos segundos (centrifugado):
Seguidamente se retiran los tubos de ensayo y se observa que los sedimentos han caído al fondo de los tubos. Esto es lo que se conoce como decantación por centrifugación:
Uno de los ejemplos más comunes de decantación es el de la separación de agua y aceite. Usualmente se utiliza este método para separar lípidos que se encuentran suspendidos sobre la superficie del agua. Este proceso usualmente se lleva a cabo haciendo uso de un embudo de decantación.
Durante el proceso de fabricación y refinamiento de los vinagres provenientes de material vegetal, es normal hacer uso del proceso de decantación para eliminar las grasas más pesadas derivadas de la materia prima.
En el proceso de extracción de petróleo de fuentes marítimas, el proceso de decantación es comúnmente utilizado.
Este tiene lugar cuando el hidrocarburo se mezcla con el agua de mar y debe ser decantado. El petróleo es más denso que el agua, por lo tanto una vez es separado de la misma, se almacena. Mientras que el excedente de agua se retorna al océano.
La leche entera no homogeneizada es colocada en un recipiente cubierto y se coloca en refrigeración por 24 horas para que ocurra la formación de la nata o crema de leche. Esta se coloca en la superficie de la leche por ser de menor densidad. La crema de leche o nata puede ser retirada por centrifugación.
También puede ser obtenida colocando un tubo transparente hasta el fondo del envase que contiene la leche y se retira por un procedimiento de sifón la leche descremada, dejando la crema de leche en el fondo del envase. Luego, la crema de leche es procesada para la elaboración de los diferentes tipos de mantequilla.
El vino produce durante su fermentación un sedimento que le da un sabor desagradable. Por esta razón el vino se decanta para eliminarle el sedimento, formado por cristales de sales del ácido tartárico. El vino antes de servirse es descantado en un envase de vidrio con un cuello muy largo y estrecho.
Cuando se preparan jugos derivados de frutas ricas en fibra, es común ver que el material sólido desciende al fondo del contenedor, mientras que el líquido queda suspendido en la parte superior.
Esta es una técnica muy usada en los laboratorios de bioquímica y química para la extracción de lípidos de diversos tipos de tejidos. Los tejidos se colocan en una solución compuesta por una mezcla de dos volúmenes de cloroformo y uno de metanol.
La preparación se coloca en un embudo de decantación y se agita vigorosamente, dejándola en reposo para que ocurra la decantación. El cloroformo (apolar) tiene una densidad de 1,48 g/cm3, y el metanol (polar) una densidad de 0,81 g/cm3, por lo que son líquidos que no pueden ser mezclados.
El cloroformo en la decantación se ubica en el fondo del embudo de decantación y contiene a los lípidos que se disuelven en él, por ser el cloroformo un líquido no polar.
En la extracción minera de algunos metales, como por ejemplo el oro, se usa el mercurio que pasa a ser un contaminante muy peligroso del agua. El mercurio puede ser eliminado del agua por decantación.
Estos líquidos pueden contener cantidades importantes de agua que hace necesario su eliminación. Para ello, se agrega un desecante a los líquidos orgánicos, separándose luego el desecante, con su contenido de agua, del líquido orgánico.
Durante el proceso de filtrado y limpieza del agua, se lleva a cabo un proceso de decantación donde las aguas sucias son separadas de las limpias.
Esto es posible gracias a que las aguas sucias son más densas que las limpias, debido a la cantidad de sustancias que llevan en ellas. De este modo, el primer paso de filtrado de las aguas residuales generalmente es la decantación.
La glicerina es un subproducto de la obtención de combustibles derivados de aceites y grasas animales o vegetales, como lo es el biodiesel.
Para que el biodiesel pueda ser usado en estado puro, es necesario decantarlo de la glicerina que se deriva de él. Este proceso es sencillo, ya que el biodiesel (de menor densidad) siempre reposará sobre la glicerina.
- Helmenstine, Todd. (25 de noviembre de 2019). Decantation Definition in Chemistry. Recuperado de: thoughtco.com
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