Materiales del laboratorio: la ampolla de decantación
Para realizar una aproximación a la utilidad de la ampolla de decantación, enmarquemos el tipo de trabajo experimental para el que se la requiere en el laboratorio.
A. ¿Cómo se separa un líquido de un sólido suspendido?
Consideremos una muestra de agua de la laguna Setúbal. Si la colocamos en un vaso (Figura 1) se verá que es turbia porque contiene arcilla, limo, arena fina, plancton, etc. Si se deja reposar la muestra en el vaso durante algún tiempo, veremos que las partículas suspendidas comienzan a migrar hacia el fondo del recipiente hasta quedar allí depositadas. Esta migración de los sólidos suspendidos hacia el fondo del vaso, ocurre por acción de la fuerza peso:
Figura 1. Inicialmente las partículas de arcilla, arena, etc., (sólidos) se hallan suspendidas en el agua de la laguna. A medida que el tiempo de reposo transcurre, estas partículas se abren paso a través del agua y migran hacia el fondo (sedimentan). Este movimiento se produce por la fuerza peso, que es la fuerza con la que la Tierra atrae a dichas partículas. El agua (líquido), también es atraída por la Tierra, pero ya alcanzó el fondo del vaso y da paso a las partículas migrantes.
La sedimentación es el procedimiento por la cual un sólido suspendido en un líquido se separa por acción gravitatoria. El sólido, más denso que el líquido, se deposita en el fondo del recipiente por la fuerza peso. El sólido depositado recibe el nombre de sedimento, mientras que el líquido que queda por encima recibe el nombre de sobrenadante .
| Figura 2. En la decantación el líquido sobrenadante se transfiere a otro recipiente con movimientos suaves, para evitar resuspender el sedimento. | Si se desea separar el sólido sedimentado del líquido sobrenadante, será suficiente inclinar con cuidado el vaso, hacer que el líquido rebalse por el borde (canto) y caiga en otro recipiente (Figura 2). Debe procederse lentamente para evitar que el sedimento se resuspenda. Esta otra operación por la cual se separa el líquido sobrenadante del sólido ya sedimentado, recibe el nombre de decantación. El sedimento de arcilla, plancton, etc., obtenido del agua de la laguna Setúbal, queda así separado del resto de la muestra. |
B. ¿Cómo se separan dos líquidos inmiscibles en el laboratorio?
Los químicos también llaman decantación a la operación por la cual se separan dos líquidos inmiscibles. Ahora bien, ¿cuándo dos líquidos son inmiscibles?
| Dos líquidos son inmiscibles cuando no se disuelven mutuamente. |
Cuando se colocan en un mismo recipiente dos líquidos inmiscibles, forman dos capas. Tal es el caso de la nafta y el agua, el aceite y el agua, etc.
| Dos líquidos son miscibles cuando se disuelven mutuamente. |
Como el alcohol y el agua, la acetona y etanol, etc., se disuelven uno en el otro (se mezclan hasta formar una sola capa líquida).
Consideremos ahora un vaso que contiene agua en la que se hallan pequeñas gotitas de aceite dispersas (Figura 3). Si dejamos que la mezcla repose por unos instantes, observaremos que las gotitas de aceite (sustancia menos densa) migraran a la superficie formando una sola capa de aceite (que flota) mientras que, por debajo de ella, aparecerá una única capa de agua (más densa).
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Figura 3. Dos líquidos inmiscibles, uno finamente disperso en el seno del otro, se separan por decantación. La mezcla se deja en reposo hasta que las gotitas colisionan y forman gotas más grandes que migran según sus densidades. El líquido menos denso flota mientras que el más denso se hunde. | ACTIVIDAD EXPERIMENTAL. En un Erlenmeyer de 100 mL de capacidad, colocá 20 mL de agua y 10 mL de kerosén. Cerrá con un tapón de teflón y agitá fuertemente hasta lograr una dispersión fina. Luego destapá y dejá reposar hasta que ambas capas vuelvan a separarse. Observá que, a medida que el tiempo transcurre, las gotitas de kerosén colisionan entre sí y forman gotas más grandes que se desplazan más fácilmente hacia arriba. |
Para separar dos líquidos inmiscibles en el laboratorio puede procederse como se explicó en la Figura 2, aunque la separación no será completa. Para lograr una mejor separación se emplea la ampolla de decantación. Se trata de un recipiente esférico o piriforme, de vidrio Pírex, con una boca superior (ajustable a un tapón) y un robinete por donde drena, hacia el vástago, el líquido contenido. Las mejores ampollas son elongadas (se estrechan hacia el robinete), y permiten una mejor visualización de la interfase (superficie entre ellas) y, por ende, una mejor separación.
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Figura 4. Ampolla de decantación montada sobre una anilla de Bunsen y fijada al soporte. Para dejar escurrir el líquido se abre el robinete usando ambas manos. |
Figura 5. Para separar la capa inferior (más densa), se abre el grifo del robinete y se la deja escurrir hacia un vaso colector. Mientras el líquido drena, la interfase desciende hasta el límite del robinete. En ese momento se cierra el grifo. La fase superior (menos densa), se retira por la boca hacia otro recipiente. |
