FACULTAD DE AGRONOMÍA
CARRERA DE INGENIERÍA AGRONÓMICA
QUIMICA ORGANICA
NOMBRE: ROGELIA QUISPE HUANCA FECHA: 18 / 10
/ 2013
DOCENTE: Ing.
Wilfredo Blanco.
PARALELO: B
INFORME V
METODOS DE SEPARACIÓN DE MEZCLAS
I FUNDAMENTO
TEORICO.
La mayoría de nosotros estamos seguros de distinguir a la perfección de
un sólido y líquido. Al terminar la lectura de este tema es de esperar que
nuestra seguridad no haya disminuido es también muy posible que hayamos
descubierto por que antes estábamos en un error.
La materia
suele clasificarse para su estudio en sustancias puras y mezclas. Las
sustancias puras se caracterizan porque tienen composición fija, no pueden
separarse por métodos físicos en otras sustancias más simples y durante un
cambio de estado la temperatura se mantiene constante. Una mezcla es una
combinación física de dos o más sustancias puras, la mezcla tiene composición
variable y sus componentes pueden separarse por métodos físicos, además la
temperatura es variable durante el cambio de estado.
Las mezclas
se clasifican en heterogéneas cuando constan de dos o más fases y sus
componentes pueden identificarse a simple vista o con ayuda de un microscopio.
Por ejemplo, un pedazo de granito es una mezcla de pequeños granos de
diferentes compuestos como cuarzo, mica y feldespato. Las mezclas
homogéneas, usualmente llamadas soluciones, constan de una sola fase
(región en la que todas las propiedades químicas y físicas son idénticas). Los
componentes de una solución están tan íntimamente mezclados que son
indistinguibles, tal es el caso de la solución que se forma entre agua y NaCl (sal
común).
En el
laboratorio generalmente se requiere separar los componentes de una mezcla,
bien sea para determinar su composición o para purificar los componentes y
usarlas en reacciones posteriores. Las técnicas a utilizar dependen del estado
general de la mezcla (sólida, líquida o gaseosa) y de las propiedades físicas
de los componentes.
Los
principales métodos de separación son los siguientes:
1.1 SEDIMENTACIÓN
Ocurre
cuando a una mezcla se le deja reposar y en el fondo se deposita el sólido más denso
que contiene.
Es la
separación de un sólido insoluble del líquido, vertiendo el líquido después de
sedimentar el sólido. Se emplea para separar un sólido de un líquido. En el
laboratorio se utiliza el embudo de decantación.
En los hogares
se desarrolla este método de forma cotidiana; por ejemplo: cuando alguien está
enfermo y el doctor le indica que debe tomar caldo de pollo desgrasado;
por decantación se quita con una cuchara la grasa que flota en el caldo, hasta
obtener un producto sin grasa. También cuando granos de cebada se coloca en un
vaso con agua, la basura y las semillas en mal estado flotarán, en tanto que
los útiles se van al fondo. A través de la decantación se logra separarlos.
Es el
proceso por el que se separa un sólido insoluble y finamente dividido de un
líquido utilizando una pared porosa (papel filtro, fieltro, asbesto, etc.), de
forma que el líquido fluya por el papel y el residuo (sólido) quede retenido en
el papel.
Los filtros
para purificar agua, tienen en su interior una barra de material sólido
(generalmente es un material poroso de cerámica o carbón) que retiene las
impurezas del agua cuando atraviesan por él. Los dispositivos más comunes son:
el papel filtro, la fibra de asbesto, el fieltro, la fibra de vidrio, redes
metálicas, tierras especiales; filtros-prensa de acero inoxidable para separar
la parte sólida que resulta del arroz, lúpulo y malta.
En el hogar
se utilizan como filtro la coladera para separar, por ejemplo el jugo de tomate
de la cascarilla para preparar una sopa o al lavar las verduras en el chorro de
agua. Las coladeras en las calles tienen la finalidad de filtrar, impedir, el
paso de cuerpos sólidos.
Cada
sustancia hierve a una temperatura y presión
determinadas, de ahí que una mezcla de líquidos miscibles o una
disolución de un sólido en un líquido, pueda separarse por destilación, proceso
donde se aprovecha que el vapor en equilibrio con un líquido contiene mayor
proporción de los componentes más volátiles.
El vapor
generado se condensa en el interior del refrigerante para ser colectado como
producto destilado, el cual es muy rico (tiene un alto contenido) en el
componente más volátil.
Este
procedimiento se emplea para purificar líquidos, obtener agua destilada,
bidestilada y tridestilada (utilizada para soluciones inyectables) en la
industria farmacéutica. En muchas comunidades se utiliza un alambique para
destilar bebidas alcohólicas regionales (aguardiente, tequila, sotol, etc.),
que concentra el porcentaje de alcohol en las bebidas, elevándolo al orden de
un diez por ciento original a cuarenta por ciento.
La cantidad
de sal disuelta en agua aumenta con la temperatura, al enfriarse una disolución
caliente y saturada, la sal se cristaliza (recupera su estado original de
gránulos), debido a que la cristalización se basa específicamente en la solubilidad;
es decir al cambio de la mezcla con la temperatura.
Productos de
la cristalización son las típicas frutas "cristalizadas" y el pescado
seco y salado, donde la concentración de sal o azúcar es tan alta que el agua
del alimento es "utilizada" por la sal o el azúcar para disolverse,
al no haber más agua disponible, éstas se cristalizan en la superficie del
alimento, preservándolo de la descomposición.
Es el paso
de una sustancia del estado sólido al gaseoso sin fundirse. En una mezcla, la
presencia de una sustancia que sublima permite su separación por este método.
Esta
aplicación se observa en los desodorantes utilizados en los inodoros, los
cuales se colocan cerca del mismo y por sublimación, dejan escapar el agente
desinfectante y desodorante. Otro ejemplo lo tenemos en las bolas de naftalina
que se acostumbra colocar en los roperos para proteger la ropa y madera de las
polillas las cuales, por sublimación desprenden el agente protector.
Es un método
utilizado para separar un sólido insoluble (finamente dividido y de difícil
sedimentación) de un líquido. Se realiza cuando la sedimentación es lenta,
acelerando el proceso por medio de rotación. Para esto se coloca la mezcla en
un tubo de ensayo que se coloca en una centrífuga y se hace girar a gran
velocidad; con ello, la sustancia más densa queda en el fondo y la de menor
densidad en la superficie. Este proceso es de gran utilidad en los análisis de
leche (para separar sus componentes) y sangre (para separar el plasma, el
suero, etcétera).
El
descubrimiento de esta técnica se debe al botánico ruso M. Tswett cuando, en
1906, colocó pigmento vegetal en la parte superior de una columna de vidrio
rellena con yeso pulverizado, al hacerlo observó en su interior cómo se
separaban de la mezcla bandas de colores que al agregar éter, descendían a
diferentes velocidades. En toda cromatografía se distinguen dos componentes: la
fase estacionaria o soporte (columna de yeso) y la fase móvil o eluyente (el
éter).
En casa se
puede observar cuando se quiere quitar una mancha en la ropa y se le aplica un
disolvente; en principio la mancha se extiende sobre la tela formando bandas
coloridas hasta que llega un momento en que el disolvente y el trapo con que se
frota, logra retirar la mancha; algunas personas gustan decolorar sus prendas
de mezclilla empleando una disolución de hipoclorito de sodio (cloro
blanqueador), al cual se le forman manchas de diversas tonalidades de azul
hasta llegar al blanco.
1.9 IMANTACIÓN
Con este método se aprovecha la propiedad de algún material para ser atraído por un campo magnético. Los materiales ferrosos pueden ser separados de otros componentes por medio de un electroimán, para su tratamiento posterior.
II. OBJETIVOS
2.1 Objetivo
general
Ø
Mostrar algunas técnicas de separación de los
componentes de una mezcla y adquirir
los criterios necesarios para seleccionar una técnica específica con base en
las propiedades físicas que exhiban los componentes de la mezcla.
2.2 objetivo
especifico
Ø
Conocer la
importancia y el manejo de estos pasos de separación para luego aplicarlas en
la vida profesional.
Ø Determinar con énfasis estos procesos y optar por el más
conveniente en la actividad agrícola.
Ø
Adquirir
conocimientos para es buen manejo de estos métodos.
III. SECCION EXPERIMENTAL
3.1
Materiales y equipo
·
3 vasos de precipitado de
500 ml
·
Probeta de 500 ml
·
Mechero de alcohol
·
Embudo de decantación
·
Hornilla eléctrica
·
Soporte universal
·
Varilla agitadora
·
Trípode metálico
·
2 Pinzas de sujeción
metálicos
·
Rejilla de alambre con tela
de asbesto
·
Papel filtro
·
200 ml de Agua destilada
·
200 ml de aceite vegetal
·
Sal común (ClNa)
·
tachuelas (clavos pequeños)
·
Imán
·
Arena fina
·
Agua destilada
·
Hielo
3.2 Procedimiento experimental
3.2.1 Pasos para separar los componentes de una mezcla
Colocar 100
mL de agua en uno de los vasos de precipitados.
Pesar 50 g
de cloruro de sodio, agregar a la mezcla y diluir con ayuda de la varilla.
Añadir 100
ml de aceite vegetal.
Pesar 50 g
de clavos pequeños (chatuelas) y agregar a la mezcla.
Pesar 50 g
de arena fina y agregar a la mezcla
Con la ayuda
de un imán retirar las chatuelas (imantación).
Vaciar la
solución y dejar pasar sobre un embudo cubierto con papel filtro, separar los
granos de arena de la mezcla y recibir el contenido en otro vaso de
precipitados. (Filtración).
Luego, con
ayuda de un embudo de decantación separamos la fase acuosa de la fase oleosa y
obtenemos una mezcla solamente de agua y cloruro de sodio.
Finalmente,
la mezcla sobrante someter a cambios bruscos de temperatura, es decir primero
colocar en baño maría y luego colocar en un recipiente con hielos, así se podrá
observar la formación de sales de cloruro de sodio (cristalización).
IV.
RESULTADOS
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METODO
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SOLUCIOMES
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RESULTADO
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IMANTACION
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100ml de agua, 100ml de aceite vegetal y 15
chatuelas.
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Por este método se puede separar las
chatuelas dente el agua y el aceite si meter la mado a la solución, atravez
de un iman externo.
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FILTRACION
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100ml de agua,50g de clururo de sodio,100ml
de aceite y 30g de arena.
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se puede observar la separación de la arena
de la solución utilizando un enbudo y papel filtro.
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DESTILACION
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100ml de vino
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En este proceso se puede observar que hay
una separa ración de esl alcohol y el
jugo de uva.
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CRISTALIZACION
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Los cristales se van en un aproximado de 2
semanas debido a que es un proceso a largo tiempo.
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SUBLIMACION
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CENTRIFUGACION
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GROMATOGRAFIA
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4.1
Conclusiones
Con estos
métodos de separación se puede facilitar el manejo de muchas actividades
relacionadas con la agropecuaria debido a que son de fácil manejo y optativo
para los estudiantes y otros que requieran realizarlo.
V. CUESTIONARIO
se debe ver los materiales que se está
usando, primero si la sustancia solida se disuelve en agua o no se disuelve
segundo si el solvente es agua u otra sustancia la cual nos permita reconocer
la soluciones.
Ejemplos si la solución es similar al
agua con azúcar esta no se puede separar debido a que el azúcar se ha disuelto
completamente con el agua.
Ejemplo si la solución es agua con arena
esta si se puede separar por el método de destilación.
2. si
cierta cantidad de gramos de un compuesto X presenta impurezas y desea purificar
¿Cuál sería el método más apropiado para liberar esas impurezas, explique
detalladamente en que consiste este método.
Se puede eliminar la impureza del
compuesto X a través del método de decantación, como:
Si se tiene por decir semilla de haba y
esta tiene muchas impurezas envés de estar escogiendo uno por uno, se opta por
echar la semilla con impurezas al agua para que las impurezas salgan a la
superficie y las verdaderas semillas se queden en el fondo del recipiente, y así
poder quitar las impurezas, además de las semillas en mal estado, como semillas
débiles e inmaduras.
Otro método a usar seria la sedimentación
debido que el sólido es pesado y se va al fondo del recipiente como.
En el caso de la arena en agua, por ello
es que la arena de construcción se lava en los ríos para que no tenga impurezas
como pajas madera y otros compuestos livianos que puedan ser perjudiciales en
la construcción.
3.
explique una técnica por la cual pueda separar la clorofila, xantofila y
caroteno de una planta en el laboratorio. Explique las propiedades que se debe
de tener en cuenta para aplicar este método y describa el proceso que debe
llevar a cabo en la separación.
Para este proceso se debe de tener en
cuenta que las hojas deben de ser
frescas y tiernas en este caso se utilizara hojas de alfa alfa.
Coloca en el mortero las hojas que hayas
elegido, añade un poco de alcohol y tritúralas hasta que el alcohol adquiera un
tinte verde intenso.
Filtra el líquido utilizando el embudo en
el que habrás puesto el filtro de café.
Recorta unas tiras de papel del otro
filtro e introdúcelas en el vaso hasta que toquen su fondo procura que se
mantengan verticales ayudándote con la pinza
Espera
30 minutos y aparecerán en la parte superior de la tira de papel unas bandas de
colores que señalan a los distintos pigmentos.
a) Mediante
la adición de solventes
A continuación procedimos a filtrar en
tres tubos de ensayo A, B y C respectivamente, utilizando el embudo y papel
filtro hasta ½ volumen de cada tubo. En el tubo A con la solución filtrada se
añade 3 a 4 ml de acetona y observamos que es lo que paso.
b) Reacción
de los pigmentos fotosintéticos frente a la presencia de ácidos y bases
En el tubo de ensayo B se añadimos una
gota de HCI y observamos lo que ocurre. Y finalmente al extracto de clorofila
del tubo C, se añadió un gramo de NaOH y observamos que es lo que ocurre.
Producción de azúcar
Proceso de fabricación del azúcar de
caña El azúcar se obtiene de la planta de caña por la reacción de fotosíntesis
debiéndose separarse en el proceso de fabricación otros componentes como pueden
ser la fibra, las sales minerales, ácidos orgánicos e inorgánicos y otros,
obteniéndose una sacarosa de alta pureza en forma de cristal.
El azúcar es un producto básico, esencial
y necesario en la dieta alimenticia y constituye la materia prima para
numerosas industrias, tales como confiterías, panaderías, bebidas no
alcohólicas y alcohólicas.
Producción de sal
Las
fuentes mundiales de sal son prácticamente inagotables. La sal contenida en los
océanos es muy grande. En el año 2007 se llegaron a producir en el mundo cerca
de un total de 250 millones de toneladas de sal. El mayor productor mundial de
sal es China con cerca de 56 millones de toneladas de producción seguido por
Estados Unidos (incluyendo Puerto Rico) con cerca de 43,8 millones de
toneladas. China es el mayor productor desde hace una década, antes lo era
EEUU. En Europa el mayor productor es Alemania con 18 millones de toneladas,
España produce 3,9 millones de toneladas de sal. En América del Sur el mayor
productor es Brasil con 7 millones de toneladas, seguido de Chile con 6
millones.34 Las estimaciones del Departamento de Interior de EE. UU. muestran que
la producción mundial de sal está disminuyendo en lo que va de siglo XXI y que
de la misma forma no hay substitutos de la sal a precios razonables.
La
producción mundial de sal entre 1986 y 1996 experimentó un incremento de
aproximadamente 70 millones de toneladas es decir un aumento del 57,6%. Estados
Unidos, China, Canadá y Alemania concentran el 47% de la producción mundial. El
crecimiento está correlacionado con el crecimiento de la población en el mundo.
Aproximadamente la mitad de la producción mundial de sal proviene de las
salinas marítimas y el resto de la extracción minera, en algunos países la
extracción minera puede suponer casi un 90% como es el caso de Estados Unidos
Obtención de la gasolina
El petróleo es el combustible más
importante en la actualidad, es un recurso natural no renovable que aporta el
mayor porcentaje de energía que se consume en el mundo.
Es un líquido negro, espeso que se
encuentra a 3 ó 4 Km de profundidad. Es una mezcla de diferentes sustancias
denominadas hidrocarburo.
Una
vez se extrae petróleo (en torres de extracción o por medio de balancines
actuando como bombas) se transporta a las refinerías, donde el combustible se
separa en fracciones de hidrocarburos que tienen propiedades parecidas. Este
proceso se denomina destilación fraccionada (el petróleo se calienta de manera
que los compuestos que lo forman se evaporan)
Los compuestos se enfrían y se condensan a
medida que suben por la columna de destilación. En primer lugar se obtienen los
menos volátiles y al final, los más volátiles.
Los grupos de compuestos que se
van separando tienen propiedades parecidas. Una de las fracciones obtenida es
la gasolina, o también llamada gasolina de destilación
Tratamiento de agua
Tratamiento de aguas es el conjunto de
operaciones unitarias de tipo físico, químico, físico-químico o biológico cuya
finalidad es la eliminación o reducción de la contaminación o las
características no deseables de las aguas, bien sean naturales, de abastecimiento,
de proceso o residuales llamadas, en el caso de las urbanas, aguas negras. La
finalidad de estas operaciones es obtener unas aguas con las características
adecuadas al uso que se les vaya a dar, por lo que la combinación y naturaleza
exacta de los procesos varía en función tanto de las propiedades de las aguas
de partida como de su destino final.
Debido a que las mayores exigencias en lo
referente a la calidad del agua se centran en su aplicación para el consumo
humano y animal estos se organizan con frecuencia en tratamientos de
potabilización y tratamientos de depuración de aguas residuales, aunque ambos
comparten muchas operaciones.
Purificación de una muestra sólida
Quitar de las impurezas que
esta tiene a través del método de decantación o sedimentación.
VI. GLOSARIO
Discutir y anotar el
significado de los siguientes términos:
Aguas madres
A la solución en la que
originalmente se obtiene un precipitado. Éste se separa de sus aguas madres
mediante filtración.
La sal de mesa o cloruro de
sodio, de fórmula química NaCl, es una de las sustancias minerales que más
abunda en nuestro planeta.
La evaporación de agua de
los mares interiores en edades geológicas pretéritas, ha dado origen a grandes
depósitos de sales en diferentes lugares del mundo. En general, la mayor parte
del NaCl se extrae de estos yacimientos mediante galerías, o bien, se introduce
agua en el estrato salino para formar una solución condensada que se eleva a la
superficie con ayuda de bombas. Al cristalizar la sal, las impurezas quedan en
la disolución residual, lo que conocemos con el nombre de aguas madres.
Decantación
La decantación es un
proceso físico de separación de mezcla especial para separar mezclas heterogéneas,
estas pueden ser exclusivamente líquido - líquido ó sólido – líquido. La
decantación se basa en la diferencia de densidades entre los dos componentes,
que hace que dejados en reposo, ambos se separen hasta situarse el más denso en
la parte inferior del envase que los contiene. De esta forma, podemos vaciar el
contenido por arriba (si queremos tomar el componente menos denso) o por abajo
(si queremos tomar el más dens
Digestión
La digestión es la reducción del alimento a
moléculas pequeñas, capaces de incorporarse al metabolismo celular. Esto
proceso lo realizan las llamadas enzimas digestivas. La digestión puede ser
extracelular o intracelular, según se realice fuera o dentro de las células. La
digestión extracelular puede ser a su vez interna o externa, según que el
alimento esté dentro del organismo, en el llamado aparato digestivo, o fuera de
él, como sucede, por ejemplo, en las arañas, que viertes sus enzimas digestivas
sobre sus presas para luego poderlas ingerir mediante succión.
Evaporación
Considerando que en este
proceso el agua se calienta al absorber energía calórica del sol tomando en
cuenta que esta, la fuente de energía del sol y que esto permite culminar la
fase. La energía necesaria para que un gramo de agua se convierta en vapor es
de 540 calorías a 100 ºC valor conocido cómo calor de evaporación. Al ocurrir
la evaporación la temperatura del aire baja, al ser tomado el calor de la
superficie por la evaporación procedentemente es transportado a otros niveles
mediante el proceso inverso de condensación, se está entonces ante un mecanismo
de mucha importancia, en lo que respecta a la transferencia y distribución del
calor en la atmósfera en el globo terrestre.
Eficiencia
Según Idalberto Chiavenato, eficiencia
"significa utilización correcta de los recursos (medios de producción)
disponibles. Puede definirse mediante la ecuación E=P/R, donde P son los
productos resultantes y R los recursos utilizados"
Para Koontz y Weihrich, la eficiencia es
"el logro de las metas con la menor cantidad de recursos"
Según Robbins y Coulter, la eficiencia
consiste en "obtener los mayores resultados con la mínima inversión"
Para Reinaldo O. Da Silva, la eficiencia significa
"operar de modo que los recursos sean utilizados de forma más adecuada"
Filtración
La
filtración es una de las técnicas de separación más tiguas. Es un método
físico-mecánico para la separación de mezclas desustancias compuestas de diferentes
fases (fase = componente homogéneo en un determinado estado de agregación). Un
medio
Filtrante
poroso es atravesado por un líquido o gas (fase 1) y las partículas sólidas o
gotículas de un líquido (fase 2) quedan retenidas en la superficie o en el interior
del medio filtrante.
Homogénea
Las mezclas heterogéneas
son aquellas en las que se puede distinguir a simple vista los componentes que
la forman (como el agua y el aceite) y son fáciles de separar. Sin embargo, en
las mezclas homogéneas sólo podemos saber si es una mezcla analizándola con el
microscopio, ya que los compuestos o elementos que la forman no se aprecian a
simple vista. Es difícil de separar sus componentes.
Mezcla
La materia puede estar
formada por moléculas diferentes y en ese caso se llama una MEZCLA o por
moléculas que son todas iguales que es lo que llamaríamos un COMPUESTO QUÍMICO,
o una SUSTANCIA QUÍMICAMENTE PURA.
Precipitado
Un precipitado es el sólido
que se produce en una disolución por efecto de cristalización o de una reacción
química. A este proceso se le llama precipitación. Dicha reacción puede ocurrir
cuando una sustancia insoluble se forma en la disolución debido a una reacción
química o a que la disolución ha sido sobresaturada por algún compuesto, esto
es, que no acepta más soluto y que al no poder ser disuelto, dicho soluto forma
el precipitado.
Reacción
Es todo proceso
termodinámico en el cual una o más sustancias (llamadas reactantes), por efecto
de un factor energético, se transforman, cambiando su estructura molecular y
sus enlaces, en otras sustancias llamadas productos. Esas sustancias pueden ser
elementos o compuestos. Un ejemplo de reacción química es la formación de óxido
de hierro producida al reaccionar el oxígeno del aire con el hierro de forma
natural, o una cinta de magnesio al colocarla en una llama se convierte en
óxido de magnesio, como un ejemplo de reacción inducida.
Reactivo límite
El reactivo que se consume
en primer lugar es llamado reactivo limitante, ya que la cantidad de éste
determina la cantidad total del producto formado. Cuando este reactivo se
consume, la reacción se detiene. El o los reactivos que se consumen
parcialmente son los reactivos en exceso.
Solución
Una solución (o disolución)
es una mezcla de dos o más componentes, perfectamente homogénea ya que cada
componente se mezcla íntimamente con el otro, de modo tal que pierden sus
características individuales. Esto último significa que los constituyentes son
indistinguibles y el conjunto se presenta en una sola fase (sólida, líquida o
gas) bien definida.
VII. BIBLIOGRAFIA
Oliver C. 2012;”Guía
laboratorio de química orgánica”. Universidad Mayor de San Andrés. La Paz-
Bolivia.
LARA, C. 2012;”Manual de
prácticas de laboratorio de química orgánica”. Universidad Mayor de San
Andrés. La Paz- Bolivia.
Microsoft encarta 2009. 1993-2008
microsoftCorporation. Reservados todos los derechos.
MORALES Y. 2010; “Manual
de experiencias de química Orgánica”. La Paz-Bolivia. s.e.
Autor:
Ana Margarita Araújo Amara, l2004. Universidad de Santiago de Compostela.
Sergio
Cerdeira Estrada, UNAM, México DF; Morel, A., L.Prieur . 1977
