TEMA 6: APLICACIÓN DE PROCEDIMIENTOS DE SEPARACIÓN DE SUSTANCIAS.
INTRODUCCIÓN:
Para el estudio de muchas muestras es necesario la separación de sus componentes, es necesario puesto que en
muchos casos hay muchos componentes que pueden interactuar con los resultados complicando o falseando la
determinación que se realiza, con las técnicas de separación podemos determinar cada analito de forma aislada e
independiente.
Existen distintos métodos de separación que hacen alusión a las propiedades de la mezcla (física, electroquímica o de
solubilidad), así como de su cantidad y de la fase analítica en la que se hallen.
SEPARACIÓN A PARTIR DE PROPIEDADES FÍSICAS.
Dentro de la técnica de separación se encuentran los siguientes métodos:
1. FILTRACIÓN:
Método mecánico por el cual se separan las sustancias en función del tamaño de las partículas que componen la
mezcla. Se usa mucho en el laboratorio ya que permite eliminar impurezas sólidas o para aislar el soluto de un
disolvente. Consiste en hacer pasar la suspensión por un medio poroso denominado filtro, tras la filtración se obtiene un
filtrado y un residuo, el filtro tiene un poro estipulado y retiene toda sustancia mayor que el diámetro de los poros. Tipos
de filtro:
- FILTROS DE PAPEL: De celulosa y algodón, distintos poros y tamaño de 2 a 25µm, manejo de disoluciones de
pH entre 0 y 12, y temperaturas de hasta 120ºC. Se utilizan fundamentalmente para análisis cualitativos,
aunque también para cuantitativos permitiendo contar el número de partículas suspendidas.
o Filtro liso/ alemán: Conservar soluto retenido en el filtro.
o Filtro estriado/ francés: Conservar líquido filtrado, aumentan la superficie de filtración aumentando la
velocidad. Obtener de forma comercial o plegarse manualmente.
- FILTROS DE MEMBRANA : Suelen estar compuestos de acetato o nitrato de celulosa, tiene distintos tamaños,
el más pequeño 0,2µm. se utilizan especialmente para filtrar soluciones estériles como medios y reactivos para
cultivo, aislamiento de virus y macromoléculas como proteínas, se caracteriza por tener alta velocidad de flujo
y estabilidad térmica.
- FILTROS DE VIDRIO MOLIDO O PLACAS FILTRANTES: Aglomerados de vidrio químicamente muy
resistentes y reutilizables, el tamaño del poro es de 1 a 200µm, filtran a velocidad muy alta y cantidades
grandes de sustancias pudiendo retener partículas muy finas. Pueden aguantar temperaturas de 500ºC y
permiten filtrar aire y análisis gravimétrico de sustancias volátiles.
- FILTRACIÓN POR GRAVEDAD: Utiliza la fuerza gravitatoria para hacer pasar la mezcla a través de un filtro
en un embudo y de esa forma separar las sustancias. Los materiales necesarios (papel de filtro, embudo
cónico, matraz Erlenmeyer o tubos falcon). Este tipo de filtrado tiene varias aplicaciones:
o Separación de bacterias cultivadas en medio líquido para extracción de ADN.
o Desfibrinación de sangre para test de fragilidad osmótica.
o Eliminación de impurezas sólidas en tintes.
*La pieza del papel de filtro debe tener un tamaño ligeramente superior al embudo que se va a utilizar. El papel debe
sobresalir un poco del embudo aproximadamente 0,4cm.
- FILTRACIÓN POR VACÍO O PRESIÓN REDUCIDA: Mecanismo capaz de generar un vacío moderado en el
interior de un recipiente, lo normal es una trompa de agua o una bomba de vacío, se pretende aumentar la
velocidad de filtración con respecto a la filtración por gravedad, para ello es necesario materiales que
soporten cambios de presión sin fracturarse como: Matraz Kitasato, embudo Büchnner (cantidades grandes) o
Hirsch (cantidades pequeñas), filtros y soportes necesarios. Colocar cono de goma en la boca del Kitasato
que servirá como adaptador y colocar el embudo encima.
- FILTRACIÓN A PEQUEÑA ESCALA CON PIPETA PASTEUR O CON FILTROS ADAPTADOS: Sigue el mismo
mecanismo q filtración por gravedad, como embudo se tiene una pipeta con algodón o una bola de fibra de
vidrio compactado en la parte más estrecha, se utiliza para filtrar pequeñas cantidades de líquido, otra
opción es con filtros comerciales de pequeño tamaño que llevan membrana ajustada, el filtro se acopla con
una jeringa y el líquido es filtrado mediante la fuerza que se ejerce con el émbolo.
- DECANTACIÓN: Es el método elegido para separar mezclas heterogéneas debido a la diferencia de
densidades, estas mezclas pueden estar conformadas por un sólido y un líquido (suspensión) o por dos líquidos
(emulsión), se utiliza especialmente para clarificar líquidos como la sangre, orina y cultivos de células no
adherentes (esto se llama sedimentación o clarificación). En caso de mezclas con dos líquidos solo es posible si
los líquidos no son solubles entre sí (no miscibles), el proceso se puede hacer con una pipeta o utilizando un
embudo de decantación, este embudo tiene una llave de paso que permite eliminar poco a poco el líquido
, más denso de forma que al final del proceso en el vaso de precipitado queda un líquido en el vaso y otro en el
embudo.
- EVAPORACIÓN: Se calienta la mezcla hasta el punto de ebullición de uno de los componentes y se deja
hervir hasta que se evapore totalmente, método que se utiliza para usar las sales.
- SEPARACIÓN MAGNÉTICA: Se usa fundamentalmente con elementos metálicos ya que son atraídos por un
imán, se ha adaptado a columnas para la separación de células dependiendo de los anticuerpos que se
encuentren en su superficie de membrana.
- CENTRIFUGACIÓN: La centrifugación es un método que se basa en hacer girar un tubo (contiene disolución)
a gran velocidad de modo que las partículas de sedimentación quedan en el fondo según su densidad,
obteniendo sobrenadante y el sedimento/ pellet.
COMPONENTE. DESCRIPCIÓN.
Motor Nos ayudará a crear la fuerza centrípeta
Interruptor de encendido. Controla el suministro de energía a la centrífuga.
Marcador del tiempo. Permite controlar el tiempo de centrifugación.
Tacómetro. Muestra la velocidad de centrifugación.
Freno. Permite regular la detención de la centrífuga.
Estabilizador. Ayuda a la centrífuga a mantenerse en su lugar.
Ventilador. Ayuda a expulsar el calor que puede generar el
rotor al moverse a gran velocidad.
Cámara de vacío. No está disponible en todas las centrífugas, sirve
para centrifugar a baja temperatura.
Tapa. Impide el acceso a las muestras mientras la
centrífuga está trabajando.
Cámara. Es el espacio físico donde se realiza el proceso de
centrifugación.
Rotor. Es la pieza que gira con los tubos de centrífuga.
- Rotor basculante: Los tubos se colocan de
forma perpendicular al eje de giro, se
equilibra solo al girar cambiando el radio de
los ejes dependiendo de la carga, pero
siempre es necesario equilibrar el peso de
los tubos.
- Rotor del ángulo fijo: Es macizo y los tubos se
insertan en él, es necesario equilibrar el peso
de los tubos ya que si existe un desequilibrio
puede provocar una mala separación de
los componentes y una rotura de los tubos
dentro del rotor.
Refrigerador. No está disponible en todas las centrífugas. Sirve
para centrifugar a baja temperatura.
Tubos de centrífuga. Se considera material fungible, cada tipo de tubo se
adapta a un tipo de rotor y a una velocidad. Existen
varios materiales, pero por norma general son de
vidrio.
- MEDIDAS DE SEGURIDAD: Limpiar la centrífuga cada vez que se utilice por si se ha derramado alguna
sustancia durante su funcionamiento, es recomendable dejar la tapa abierta por si se ha generado algún gas,
complementar las recomendaciones con las instrucciones del fabricante.
- TIPOS DE CENTRIFUGA DORAS:
o Centrifuga de mesa: No sobrepasan una velocidad de 6000rp,, NO es necesario que las
muestras estén refrigeradas y son de rotor de ángulo fijo. Se utiliza para preparar
disolventes.
o Centrífuga de velocidad media: No sobrepasan la velocidad de 18000rpm, es necesario
que las muestras estén refrigeradas y son de rotor de ángulo fijo. Se utiliza mucho para el
análisis de sangre (separar el plasma).
o Ultracentrífuga: Alcanzan velocidades de 75000rpm, pueden tener distintos tipos de rotor,
suelen estar refrigeradas y en cámara de vacío. Se utilizan para separar orgánulos celulares.
- TÉCNICAS DE CENTRIFUGACIÓN:
o Técnica preparativa: La centrifugación sirve para preparar la muestra, es la más utilizada.
▪ Centrifugación diferencial: Se utiliza para separar sustancias del medio de suspensión según su
densidad.
▪ Centrifugación en gradiente de densidad: En esta centrifugación se ordena a la vez todas las
sustancias que componen la mezcla en función de su densidad.
• Por densidad zonal: Conocida también como centrifugación por gradiente de sacarosa, se
usa una disolución de sacarosa para separar las sustancias. La sacarosa se quedará en el