Ejercicios: Separación de soluciones y mezclas

Nombra una propiedad física que sea diferente entre los componentes de cada mezcla y que sirva para separarlos: (a) etanol y agua, (b) arena y sal disuelta en agua, (c) los pigmentos de color de la tinta de un marcador.

En la cromatografía en papel, ¿cuáles son la fase estacionaria y la fase móvil? ¿Cuál componente de una mezcla sube más por el papel: el que tiene más atracción por el papel o el que tiene más atracción por el disolvente?

En un experimento de cromatografía en papel, la mancha de un colorante recorrió 3.0 cm mientras que el frente del disolvente recorrió 6.0 cm desde la línea de partida. Calcula el factor de retención ($R_f$) del colorante.

Emma hace un cromatograma en papel de una tinta verde. El frente del disolvente avanza 8.0 cm. El componente amarillo avanza 6.4 cm y el componente azul avanza 2.0 cm. (a) Calcula el valor de $R_f$ de cada componente. (b) ¿Cuál componente tiene atracciones más fuertes con el papel polar? Explica.

Una mezcla de hexano ($\text{C}_6\text{H}_{14}$, no polar) y etanol ($\text{C}_2\text{H}_5\text{OH}$, con puentes de hidrógeno) se separa por destilación simple. ¿Cuál sustancia destila primero? Explica en términos de fuerzas intermoleculares y punto de ebullición.

En la cromatografía en columna, se usa una columna de gel de sílice polar para separar un compuesto no polar A de un compuesto polar B con un disolvente no polar. ¿Cuál compuesto sale primero de la columna? Explica y describe qué pasaría si el disolvente se cambiara por uno mucho más polar.

Un estudiante separa tres compuestos en una placa de TLC de sílice polar usando un disolvente no polar. El frente del disolvente recorre 7.5 cm. El compuesto P recorre 6.0 cm, el compuesto Q recorre 3.0 cm y el compuesto R recorre 0.75 cm. (a) Calcula cada $R_f$. (b) Ordena los compuestos de menos polar a más polar y justifica usando fuerzas intermoleculares. (c) Predice cómo cambiarían los valores de $R_f$ si se usara un disolvente más polar y explica.

Una mezcla contiene agua (punto de ebullición 100 °C), etanol (78 °C) y cloruro de sodio disuelto. (a) Describe una secuencia de pasos de separación para aislar etanol puro y recuperar la sal. (b) Explica, en términos de fuerzas a nivel de partículas, por qué el etanol hierve a menor temperatura que el agua y por qué la sal no destila. (c) Explica por qué una sola destilación simple de una mezcla de etanol y agua no produce etanol 100% puro.