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Materia
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Sustancias
puras
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Tienen propiedades físicas
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Elementos
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Formados por
átomos iguales
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Compuestos
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Unión de
diferentes elementos
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Mezclas
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Homogéneas (disoluciones) →
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No se distinguen los
componentes a simple vista
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Alcohol o agua
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Heterogéneas →
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Se pueden distinguir
sus componentes
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Arena y agua
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1.- Sustancias puras y mezclas
Sustancia
Es cualquier tipo de materia que puede distinguirse de las otras por
tener algunas características propias
1.1.- Sustancias puras
Sustancia pura es cada uno de los tipos de materia que tiene una
composición definida y unas propiedades características e invariables
1.2.- Mezclas
Una mezcla es un tipo de materia formada por dos o más sustancias
(componentes de la mezcla) cuya composición no está definida y sus propiedades
dependen de la clase y de la proporción de sus componentes.
Las mezclas, según el tamaño de las partículas de sus componentes, se
clasifican en:
° Mezclas heterogéneas. Son las mezclas en las que se pueden
distinguir sus componentes a simple vista o con un instrumento óptico de pocos
aumentos (en el granito a simple vista podemos ver los tres minerales que lo
componen).
-
Dispersiones coloidales. Son mezclas
consideradas heterogéneas, pero sus partículas sólo pueden ser vistas mediante
ultramicroscopios.
En estas mezclas, las
pequeñas partículas o fase dispersa
de una sustancia, se encuentran diseminadas en el interior o medio disperso de otra sustancia.
P.ej.- en la niebla: dentro del medio
disperso (gas-aire) está la fase dispersa (agua-líquido), en la nata montada:
dentro del medio disperso (líquido-nata líquida) está la fase dispersa
(aire-gas)
° Mezclas homogéneas. Son las mezclas en las que no se pueden
distinguir sus componentes con ningún medio óptico. Muchas son disoluciones
acuosas (alcohol, agua, agua del mar, etc.).
2.- Identificación de sustancias puras
2.1.- Propiedades
características o específicas
Para identificar una sustancia deben examinarse sus propiedades
características o específicas. Algunas son difíciles de medir, como el color o
el olor. Otras pueden medirse más fácilmente, como la densidad, la temperatura
de fusión o ebullición, la solubilidad, etc.
Densidad
Es una propiedad característica de una sustancia, y corresponde a la
masa de sustancia que ocupa un determinado volumen. Se puede distinguir el agua
de otros líquidos aparentemente iguales midiendo sus densidades. (Ver ejemplo pág. 43 del libro y entenderlo)
Temperatura de cambio de estado
Temperatura de fusión es aquella a la que una sustancia sólida
funde cuando la presión externa es 1 atm.
Temperatura de ebullición es aquella a la que una sustancia
líquida hierve cuando la presión externa es 1 atm.
Las temperaturas de fusión o de ebullición no son las mismas en todas
las sustancias (p.ej.: 0°C y 100°C en el agua, y -114°C y 78,4°C en el etanol)
Cuando una sustancia pura pasa de sólido a líquido o de líquido a gas,
la temperatura se mantiene constante durante todo el cambio de estado.
Pero si la sustancia no es pura (mezcla) la temperatura no se mantiene
constante, sino que varía poco a poco y el inicio del cambio de estado no se ve
tan claramente.
3.- Disoluciones y solubilidad
3.1.- Disoluciones
Una disolución o solución es una mezcla homogénea de dos o más
sustancias. La sustancia que se halla en mayor cantidad es el disolvente, y la/s que se halla/n en
menor cantidad es el soluto.
Se dice que una disolución está saturada cuando ya no admite la
incorporación de más soluto.
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Tipos
de disoluciones
Se clasifican en función de los estados
de agregación
(sólido, líquido, gas) del disolvente y
del soluto.
Aunque la disolución siempre presenta el estado de agregación del disolvente.
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Disolvente
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Soluto
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Ejemplo
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Sólido
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Sólido
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Aleación de cobre y estaño (bronce)
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Líquido
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Mezcla de mercurio en oro
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Gas
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Hidrógeno absorbido en platino
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Líquido
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Sólido
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Azúcar en agua
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Líquido
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Etanol en agua
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Gas
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Oxígeno en agua
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gas
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Sólido
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Yodo sublimado en aire
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Líquido
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Humedad en aire
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Gas
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Aire seco
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3.2.- Solubilidad
La solubilidad de un soluto en un disolvente es la máxima cantidad de
soluto que puede disolverse en determinada cantidad de disolvente, a una cierta
temperatura. Por norma general, cuanto mayor es la temperatura más alta es la
solubilidad.
Si una sustancia sólida tiene muy poca solubilidad en un determinado
disolvente, se dice que es insoluble
(ej. La arena es insoluble en el agua).
Si una sustancia líquida tiene muy poca solubilidad en un determinado
disolvente, se dice que es inmiscible
(ej. El aceite es inmiscible en el agua).
Curva de solubilidad (ver
pág. 44 y 45 del libro)
4.- Concentración de una disolución
La concentración de una disolución es la cantidad de soluto disuelto
en cierta cantidad de disolvente o disolución.
Esta concentración de un soluto en una disolución se puede expresar de
diferentes maneras:
(ver figuras y ejemplos de las páginas 46 y 47 del libro, y
entender)
° Masa de soluto por volumen de disolución (g/L). Gramos de
soluto en un litro de disolución
° Porcentaje en masa (% en masa). Es la masa de soluto que hay en 100
unidades de masa de disolución:
% en masa = gramos de soluto / gramos de soluto + gramos de disolvente . 100
° Porcentaje en volumen (% en volumen). Es el volumen de soluto
disuelto en 100 volúmenes de disolución (suele emplearse para componentes
líquidos o gases).
(ver figuras y ejemplos de las páginas 46 y 47 del libro, y
entender)
5.1.- Técnicas de separación
Es el procedimiento utilizado para separar los componentes de una
mezcla.
Algunas de estas técnicas pueden ser: decantación, filtración,
vaporización, cristalización, sublimación, magnetismo, destilación,
cromatografía.
Decantación (ver figuras de
la página 48 del libro)
Decantación de un sólido. Permite separar un sólido mezclado
con un líquido en el que es insoluble
El sólido denso y grueso sedimentará (sedimento) en el fondo del
recipiente y se podrá separar del
líquido (sobrenadante) vertiendo este líquido (por ejemplo echar arena en
agua).
Decantación de un líquido. Permite separar dos líquidos
inmiscibles de diferente densidad.
En el embudo de decantación se dejan reposar los líquidos hasta que se
separen en dos capas. Al abrir la llave escapará el líquido de la parte
inferior (ej. aceite y agua)
Filtración
Técnica que permite separar un sólido que esté en suspensión en un líquido.
Se atraviesa la mezcla por un filtro permeable y poroso (generalmente
de papel).
El filtro permite el paso del líquido o filtrado, pero no permite el
paso del sólido.
Vaporización
Técnica utilizada para separar un sólido disuelto en un líquido.
Se calienta la disolución hasta la total vaporización del líquido.
Cristalización
Técnica utilizada para separar un sólido disuelto en un líquido.
La disolución se deja a temperatura ambiente en el cristalizador hasta
que el líquido se vaya evaporando lentamente y el soluto cristalice.
Sublimación
Si uno de los componentes de la mezcla pasa directamente de sólido a
gas, solo será necesario calentar la mezcla para separarlo.
Magnetismo
Si hay algún metal o aleación en una mezcla, se verán atraídos por un
imán.
Destilación
Técnica que permite separar y recuperar los componentes líquidos de
una disolución, aprovechando las diferentes temperaturas de ebullición de los
componentes.
Al calentar el matraz, primero se vaporiza el líquido de punto de
ebullición más bajo que, al pasar por el refrigerante, se vuelve a condensar
quedando separado en el erlenmeyer (importante ver la figura de la página 50
del libro)
En una destilación se debe tener en cuenta que:
-
La disolución no debe llenar más de la mitad del
matraz
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Para evitar las salpicaduras y las grandes
burbujas, se introducen en el matraz trocitos pequeños de porcelana o de vidrio.
-
En el refrigerante, el agua entra por la parte
inferior y sale por la superior
Cromatografía
Se produce cuando un disolvente arrastra una mezcla de sustancias a
través de un soporte.
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