MÓDULO 2: Separación de finos (limo –arcilla)

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        Tipo: C
        Duración Experiencia Práctica: 2*2H
        Lugar: Lab. Docente Geología (FCFM)
        Curso:


1 Antecedentes teóricos

  • Decantación
  • Velocidad de decantación

2 Experiencia práctica

  • 2.1 Objetivos
  • 2.2 Materiales y métodos
  • Materiales
  • Métodos
  • El Método de la Pipeta

3 Guía de Trabajo

  • 3.1 Laboratorio de separación de finos (alumnos)
  • Procedimientos

4 Recomendaciones


          1  Antecedentes teóricos
          
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2.1  Experiencia práctica

2.1 Objetivos

 

-         A partir de una muestra representativa de sedimentos, obtener la fracción fina para análisis granulométricos posteriores.

-         Separar la fracción fina por el método de decantación (Método de la pipeta).

-         Determinar los porcentajes relativos de cada tamaño.

2.2 Materiales y métodos

Materiales  

 

1.- Probeta graduada de 1000 ml

2.- 8 vasos precipitados (50 ml)

3.- Pipeta (20 ml) con bulbo de succión

4.- Cronómetro

5.- Agua destilada

6.- Balanza (precisión 0.001 g)

7.- Vara mezcladora (opcional)

8.- Agente dispersivo: ~ 50 ml de Hexametafosfato de sodio (solución al 0.5%)

Métodos
 

Los Métodos de Separación se basan en diferencias entre las propiedades físicas de los componentes de una mezcla como densidad, punto de ebullición, presión de vapor, punto de fusión, solubilidad, etc.

 

Uno de los métodos más usados es el Método de la Pipeta que corresponde a la actividad a desarrollar en esta sesión.

 

El Método de la Pipeta

 

            El método de la pipeta es ampliamente usado por varias razones; es simple, razonablemente preciso y para su realización requiere solo de aparatos simples. Este método fue desarrollado independientemente por científicos ingleses, norteamericanos y alemanes a comienzos de los años 1920.

            Consiste, básicamente, en la determinación de la densidad de partículas en suspensión a profundidades fijas como función del tiempo.

            Para obtener buenos resultados y minimizar errores, las partículas analizadas deben ser independientes unas de otras (no deben existir agregados de partículas), por lo tanto se requiere de un tratamiento de dispersión previo al análisis granulométrico.

 

            Un buen agente dispersivo corresponde al Hexametafosfato de sodio [(NaPO4)6] que es el que se usará en el laboratorio.

 

            Este análisis necesitará de (NaPO4)6 en solución al 0.5%. Para conseguir esta concentración, primero se prepara un stock de solución al 5% mezclando 50 g del dispersivo con 500 ml de agua destilada en un recipiente de 1 litro de capacidad. La mezcla debe agitarse vigorosamente por un minuto o más si el polvo no se ha disuelto completamente. Luego debe agregarse nuevamente agua destilada hasta completar el litro, se agita y se deja reposar alrededor de 12 horas.

 

Para obtener una solución al 0.5% a partir de una al 5% se diluyen 100 ml de la mezcla original en 900 ml de agua destilada.

 

Posteriormente, al determinar el peso de cada fracción recolectada por la pipeta, debe considerarse el peso adicional que proporciona el dispersante el cual se calcula sumando 1/50 del peso total del dispersante al peso del vaso correspondiente a cada fracción.

 


      3   Guía de Trabajo

 

      3.1 Laboratorio de separación de finos

 

      Procedimientos

 

a)     Separación de partículas finas a través del método de la pipeta.

 

  1. Pesa una muestra representativa de alrededor de 15 g del material fino separado en la actividad anterior. Registra el peso de la muestra en la Tabla 2.2 (Anexo B).

 

  1. Pesa los vasos precipitados y numéralos. Pesa además el Hexametafosfato de sodio. Anota los pesos en la misma tabla.

 

  1. Deposita la muestra en la probeta graduada. Agrega el agente dispersivo y rellena la probeta con agua destilada hasta completar los 1000 ml.  La mezcla debe estar a temperatura ambiente (~ 20°C).

 

  1. Tapa la parte superior de la probeta y agita la mezcla hasta que se homogenice o si prefieres puedes usar la vara mezcladora. Es importante que el material sea distribuido uniformemente a través de la columna de agua. Ten cuidado de no perder nada de mezcla.

 

  1. Inmediatamente después de agitar la mezcla (segundo cero) inicia, con ayuda del cronómetro, el registro del tiempo transcurrido.

 

  1. Luego de 60 segundos de comenzado el análisis, retira la primera fracción (Ver Tabla 2.1, Antecedentes Teóricos). Para esto introduce la pipeta suave y uniformemente evitando perturbar la mezcla. Es conveniente graduar la pipeta marcando las distintas profundidades señaladas en la Tabla 2.1.

Si un exceso de líquido (muchos ml) es capturado por la pipeta, retírala lentamente de la probeta y desecha el exceso en otro recipiente. NO LA REGRESES A LA PROBETA. Esto disminuirá errores significativos en los resultados del análisis.

 

  1. Revisa la Tabla 2.1 para determinar las profundidades apropiadas de recolección de fracciones.

 

  1. Vacía el contenido de la pipeta en el vaso precipitado previamente pesado.

 

  1. Enjuaga la pipeta con agua destilada. Luego vierte el agua del enjuague dentro del vaso precipitado.

 

  1. Repite el procedimiento, tomando las fracciones restantes a los tiempos y profundidades específicas mencionadas en la Tabla 2.1.

 

  1. Seca las fracciones en un horno o bajo una lámpara de calor a 90°C. Pide ayuda a tu profesor para esta operación.

 

  1. Una vez secas, pesa cada una de las muestras y registra sus respectivos pesos en la Tabla 2.2. Al determinar el peso se debe considerar el peso adicional que proporciona el dispersante el cual se calcula sumando 1/50 del peso total del dispersante al peso del vaso precipitado correspondiente a cada fracción.

 

  1. Posteriormente se debe multiplicar cada fracción (Columna 4, Tabla 2.2) por 50, se restan los valores sucesivos y se registran estas diferencias como pesos asociados a tamaños Phi (Columna 1).

 

  1. Finalmente se calculan los porcentajes peso de cada fracción y peso acumulativo.

 

Nota: Los cálculos correspondientes a los pasos 13 y 14 no es necesario determinarlos manualmente. Ingresa los datos de la Tabla 2.2 a la planilla de cálculo del archivo Cálculosmétodopipeta.exe.

 


      4  Recomendaciones

 

Con los datos recopilados en la experiencia práctica, deberás elaborar un informe cuyos contenidos MÍNIMOS son los siguientes:

1) Portada
2) Introducción breve
3) Objetivos (los de la guía más otros propuestos por ustedes)
4) Materiales y equipos
5) Posibles errores y su minimización
6) Experimento final
7) Análisis de datos
8) Conclusiones


Pregunta a tu profesor auxiliar sobre el desarrollo de cada punto.