Técnicas de Separación de Sólidos y Líquidos en el Laboratorio

El método más frecuentemente utilizado para la separación de las partículas sólidas, además de la diálisis y centrifugación, se basa en el proceso de filtración.

Decantación

Se deja que repose para que sedimente y se quede en el fondo. Luego se retira el líquido sobrenadante con ayuda de un sifón o inclinándolo cuidadosamente, haciendo que caiga el líquido sin que se mueva el sólido. Es un método menos eficaz que la filtración.

Filtración

Es la separación de las partículas de un sólido del líquido mediante un cuerpo permeable y poroso a través de cuyos poros pasa el líquido, mientras que el sólido queda retenido.

Los filtros más usados en el laboratorio son el papel de filtro y las placas filtrantes. También existen conos filtrantes, arena fina…

Tipos de Filtración

El líquido puede pasar a través del filtro por dos mecanismos: por acción de la gravedad o por succión.

Filtración a Presión Normal o por Gravedad

El Papel de Filtro

El papel de filtro es de celulosa, y el diámetro de los poros oscila entre 0,5 μm y 5 μm. El filtro tiene que tener el tamaño del poro adecuado. A veces se tiene que utilizar papel de filtro endurecido por el agrietamiento de la humedad y a la acción química de los ácidos y álcalis.

Asimismo, el papel de filtro puede emplearse con dobles (32) y lisos (cuando). Para filtrados muy finos donde las partículas pasan a través de papel, se utilizan unas pastas de filtración que se expenden en forma de comprimidos.

Filtrado de Precipitados

Se coloca el papel de filtro (liso) doblado en el embudo, cortando una esquina y mojándolo con el mismo líquido que se va a filtrar, o el filtro plegado; así se logra una buena adherencia a las paredes del embudo. El borde superior del papel de filtro debe quedar 1 cm, como mínimo, por debajo del borde del embudo. Se desliza el líquido y el precipitado sobre una vara de vidrio procurando no llenar más de la mitad del embudo y dejándolo escurrir en cada adición. Si el papel de filtro está bien ajustado al embudo, al filtrar, el vástago del embudo se llena de líquido, el cual al descender aspira al que se encuentra en el embudo y así baja de forma más rápida, lo que significa mayor velocidad de filtración. Precisamente al preparar el papel de filtro liso se corta un trozo de papel, para evitar que se forme un canal por el lugar del doblez, por el cual podría entrar aire y atrasar este proceso. También conviene que la vara del embudo sea larga y estrecha; unas dimensiones adecuadas son 15 cm de largo y 4 mm de diámetro interior.


Una vez que todo el precipitado esté en el papel de filtro, se lavará con frasco lavador hasta quedar todo el producto recogido en el fondo del papel. Debe recordarse que también se lavará el vaso que contenía el precipitado para intentar arrastrarlo todo. Cuando la filtración es lenta, se pueden añadir sustancias que no reaccionen con la suspensión y que ayuden a la operación, evitando la compactación de los filtros. Por ejemplo, se utiliza tierra de diatomeas con esta finalidad. Los coadyuvantes solo se deben utilizar cuando lo que interesa es el filtrado y no el precipitado.

Filtración a Presión Reducida o Succión

Placas Filtrantes

Están constituidas por polvo de vidrio aglomerado. Presentan una gran resistencia química. Van montadas en un crisol o en un embudo filtrante. Se pueden utilizar más de una vez haciendo una buena limpieza, a diferencia del papel de filtro.

El crisol de Gooch es de porcelana y tiene el fondo perforado. Se utiliza relleno de fibra de vidrio para filtrar o un filtro de microfibra de vidrio.

Antes de emplear por primera vez las placas filtrantes, conviene hacer pasar por succión ácido nítrico caliente y lavarlas después con abundante agua.

Cuando los filtros se obstruyen por polvo o suciedad, se limpian fácilmente con solución caliente de detergente.

¡No utilizar la mezcla crómica para la limpieza, porque obstruye de forma permanente los poros!

El ácido fluorhídrico concentrado, el ácido fosfórico concentrado y caliente, así como las soluciones alcalinas concentradas y calientes, no deben ser utilizados nunca como agentes de limpieza de los filtros. Si estos productos se tienen que filtrar, no se podrá evitar un ensanchamiento de los poros del filtro.

Lavado del Sólido

Se echan 3 o 4 veces un chorrito de agua destilada y se deja que se filtre. Si no interesa que las aguas de lavado se mezclen con el líquido filtrado, se cambia el recipiente colector. Si no es posible lavarlo con destilada, se puede utilizar otro líquido siempre que tenga en el precipitado baja solubilidad.

Centrifugación

La separación del sólido y el líquido se lleva a cabo con rapidez y comodidad por centrifugación. Para ello, se coloca la mezcla en una centrifugadora, donde gira a gran velocidad con lo cual el sólido queda depositado en el fondo por acción de la gravedad. Además, la centrifugación también permite separar líquidos no miscibles.

Flotación

La flotación se utiliza para la separación de sólidos, en estado de división mecánica bastante elevado, aprovechando las distintas propiedades superficiales de las sustancias.