Agua potable y sistemas materiales: mezclas, soluciones y métodos de separación

Agua potable

Agua potable o agua apta para el consumo humano se denomina al agua que puede ser consumida sin restricción para beber o para preparar alimentos.

Sistemas materiales y su clasificación

Definiciones básicas

• Sistema: parte del universo que se delimita para estudiarla.
• Fase: cada parte de un sistema que tiene las mismas propiedades en toda su extensión.
• Componente: cada una de las sustancias que forman el sistema.

Tipos de sistemas

Mezcla

Una mezcla es un sistema heterogéneo formado por más de una fase. No presentan propiedades características constantes en toda su extensión. Sus fases pueden separarse por métodos de separación.

Solución

Una solución es un sistema homogéneo formado por más de un componente. No tiene propiedades características constantes (salvo las que resultan de su composición) y sus componentes se pueden separar por métodos de fraccionamiento.

Sustancia

Una sustancia es un sistema homogéneo formado por un solo componente. Tiene propiedades características constantes (como punto de fusión, densidad, punto de ebullición, etc.) y no puede separarse en otras sustancias por métodos físicos de separación o fraccionamiento.

Métodos de separación

Los métodos de separación de fases de sistemas heterogéneos se basan en alguna propiedad física que diferencia las fases del sistema. Por ejemplo:

• Densidad
• Tamaño de los gránulos
• Propiedades magnéticas
• Solubilidad diferencial

Soluciones

A los componentes de una solución se les llama:

• Soluto: es el componente de la solución que se encuentra en menor proporción.
• Solvente: es el componente de la solución que se encuentra en mayor proporción. También puede definirse como el componente que está en el mismo estado físico que la solución formada.

Estados en que pueden presentarse las soluciones

Las soluciones pueden presentarse en los tres estados de la materia:

• Sólidas: las aleaciones son ejemplos de soluciones sólidas. Por ejemplo: el bronce, el acero, el oro de 18 quilates, etc.
• Líquidas: el solvente es un líquido y el soluto puede ser:
  • un sólido: sal y agua, sulfato de cobre y agua;
  • un líquido: alcohol y agua, vinagre (ácido acético y agua);
  • un gas: amoníaco y agua.
• Gaseosas: toda mezcla de dos o más gases siempre es homogénea y, por lo tanto, una solución. Por ejemplo: el aire.

Las soluciones líquidas cuyo solvente es el agua se llaman acuosas.

Métodos de fraccionamiento

Los métodos de fraccionamiento son métodos físicos que tienen como objetivo separar los componentes (solvente y solutos) de un sistema homogéneo o solución. Se basan en alguna propiedad física que diferencia a los componentes, como el punto de ebullición, la solubilidad o la afinidad por un disolvente.

Disolver y diluir

• Disolver: es mezclar los componentes para preparar una solución. La solución preparada tendrá una cierta concentración, es decir, una relación cuantitativa entre los componentes de la solución.
• Diluir: es agregar solvente a una solución para preparar otra solución. Al hacer una dilución no cambia la cantidad de soluto y aumenta la cantidad de solvente; por lo tanto, disminuye la concentración de la solución.

Solubilidad o coeficiente de solubilidad

La solubilidad es la máxima cantidad (en gramos) de una sustancia que puede disolverse en 100 cm³ (o 100 ml) de un solvente a una determinada temperatura.

Unidades: gramos/100 cm³ o gramos/100 ml.

La solubilidad es una propiedad característica de la sustancia.

• Solución saturada: es la solución en la que está disuelta la máxima cantidad posible de soluto para esa temperatura.
• Solución concentrada: tiene mucho soluto en relación con el solvente.
• Solución diluida: tiene poco soluto en relación con el solvente.

Sustancia

Una sustancia es un sistema homogéneo formado por un solo componente. Tiene propiedades características constantes (punto de fusión, densidad, punto de ebullición, etc.) y no puede separarse ni fraccionarse por métodos físicos ordinarios.

Tipos de sustancias

• Sustancias compuestas: son aquellas que se pueden descomponer obteniéndose dos o más sustancias diferentes a la inicial. Ejemplos: agua, cloruro de sodio, azúcar, etc.
• Sustancias simples: son aquellas que no se pueden descomponer por ningún método químico sencillo. Ejemplos: hidrógeno, oxígeno, carbono, etc.